تحلیل لرزه‌ای سیستم خاک-ساختمان بتن مسلح در فضای زمانی با مدلسازی عددی انتشار موج لرزه‌ای

نویسندگان

1 دانشکده‌ مهندسی عمران، آب و محیط‌زیست دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

2 دانشکده‌ مهندسی عمران، آب و محیط‌زیست دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

doi
10.22091/cer.2024.9904.1513
چکیده

اندرکنش بین سازه، پی و خاک زیرین آن (بستر انعطاف‌پذیر) رفتار سازه را نسبت به حالت بستر صلب تغییر می‌دهد. روش مستقیم در تحلیل مسئله اندرکنش خاک- سازه به دلیل امکان مدل‌سازی رفتار غیرخطی سازه و خاک و رفتار واقعی سازه بخصوص در رویکرد طراحی براساس عملکرد از اهمیت بالایی برخوردار است. مدل‌سازی اجزای محدود مسئله اندرکنش خاک- سازه به روش مستقیم چالش‌هایی مانند مدل‌سازی صحیح محیط نیم‌بینهایت خاک با در نظرگرفتن اثرات اینرسی، میرایی تشعشعی، انتشار موج و اعمال مناسب و صحیح شتاب‌نگاشت زلزله به مدل در مرزهای بریده‌شده ناحیه دور همزمان با مرز جاذب انرژی را با خود به همراه دارد. در این مقاله، روش مستقیم با دقت بالا و در عین حال کاربردی برای رفع چالش‌های مذکور جهت اعمال در نرم‌افزارهای اجزای محدود معرفی می‌شود. این روش، براساس ترکیب روش کاهش دامنه با مرزهای جاذب لایزمر می‌باشد که پس از اعمال در نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس راستی‌آزمایی می‌گردد. اختلاف پاسخ‌های حاصل از تحلیل به روش اندرکنشی پیشنهادی در این مقاله، با نتایج روش‌های اندرکنشی مرسوم وینکلر نشان داد که تحلیل اندرکنشی پیشنهادی از دقت بیشتری برخوردار است. در ادامه، برای نشان دادن قابلیت‌های این روش در حل مسائل متداول مهندسی، رفتار لرزه‌ای سه نوع سازه بتنی کوتاه، میان و بلندمرتبه تحت زلزله‌های مختلف تحلیل و پارامترهای محتوای فرکانسی زلزله، نوع خاک، حوزه زلزله به تفصیل بررسی گردید. نتایج تحلیل نشان داد که پارامترهایی نظیر محتوای فرکانسی، نوع خاک و حوزه زلزله بر میزان و روند پاسخ‌های تحلیل تأثیرگذار است. برای مثال، در این تحقیق به صورت کلی، پاسخ‌های سازه کوتاه‌مرتبه و زلزله‌های حوزه نزدیک بیشتر از سایر حالت‌ها به‌دست آمد.