ارزيابي و مقايسه روش هاي مختلف اعمال اثر سينماتيكي اندركنش خاك - سازه بر پاسخ سازه ها

Evaluating and Comparing Different Methods of Applying Kinematic Effect of Soil-Structure Interaction on Response of Structures

پاسخ ديناميكي سازه ها تحت زلزله، معمولاً با تحليل سازه اي بر روي بستر صلب، تحت ركورد ثبت شده بر سطح آزاد خاك به دست مي آيد. اگرچه فرض صلب بودن پايه، تغيير زيادي در عملكرد سازه‌هاي واقع بر بستر سنگي ايجاد نمي‌كند، اما تحريكي كه سازه با بستر انعطاف‌پذير تجربه مي‌كند، متفاوت از تحريكي است كه بر سطح خاك بدون سازه ثبت شده است. در واقع اين اثر كه اثر سينماتيكي اندركنش خاك- سازه نام دارد، باعث مي شود تحريك ورودي يك پي صلب، متفاوت از حركت سطح آزاد خاك باشد. به منظور اعمال اين اثر، روش هاي متفاوتي توسط محققين مختلف ارائه شده است، كه مي توان به روش هاي ميانگين گيري ايگوچي، روش ارائه شده توسط Meak Wolf و روند توصيه شده در آيين نامه FEMA-440 اشاره نمود. در پژوهش انجام شده نيز ركورد هاي ثبت شده بر سطح آزاد خاك توسط توابع تبديل حاصل از هريك از روش هاي مذكور اصلاح شده و به سازه هاي دو، پنج و هشت طبقه دوبعدي فولادي مدل سازي شده در نرم افزار OpenSEES، كه نماينده سازه هاي كوتاه، متوسط و بلند هستند، اعمال مي گردد. نتايج نشان مي دهد در سازه-هاي كوتاه پاسخ هاي به دست آمده از هريك از روش هاي اعمال اثر سينماتيكي اندركنش نسبت به ركورد ثبت شده بر سطح آزاد خاك كمتر مي باشد، درنتيجه پاسخ هاي ناشي از ركورد ثبت شده بر سطح آزاد خاك نتايجي محافظه كارانه خواهد داشت. درحالي كه در سازه هاي متوسط و بلند نتايج روش FEMA-440 اثر كاهشي داشته اما نتايج به دست آمده از دو روش ديگر اثري افزاينده دارد و پاسخ هاي به دست آمده مقادير بيشتري نسبت به نتايج ركورد ثبت شده بر ميدان آزاد خاك دارد. بنابراين در اين حالت نتايج به دست آمده از ركورد ثبت شده بر ميدان آزاد خاك غيرمحافظه كارانه خواهد بود. همين امر نشان دهنده اهميت مطالعه و بررسي دقيق اثر سينماتيكي اندركنش خاك-سازه است.