بررسي تاثير اندركنش خاك – سازه بر سيستم ديوار برشي فولادي هم‌بند تحت اثر زلزله‌هاي حوزه‌ي دور و نزديك

A Study on Soil-Structure Interaction on Seismic Response of Coupled Steel Plate Shear Wall subjected to Near and Far-Field Earthquakes

سيستم ديوار برشي فولادي هم‌بند، سيستمي نسبتاً جديد مي­‌باشد كه مطالعات محدودي در اين زمينه در مراكز پژوهشي مختلف انجام گرفته است. اين سيستم شكل‌پذيري و سختي بالايي دارد كه همين دو مزيت باعث برتري اين سيستم نسبت به سيستم‌هاي مقاوم در برابر بار جانبي شده است. هدف اين مقاله، بررسي رفتار اين سيستم تحت اثر خاك‌­هاي تيپ 4 و 2 پي با لحاظ اثر اندركنش خاك – سازه در سازه‌هاي 20 و 10، 5 طبقه با طول تير پيوند 1/25، 2/5 و 3/75 متر و طول دهانه 2/4، 3/2 و 4/8 متر ديوار برشي فولادي، تحت زلزله­‌ي حوزه‌­ي دور و نزديك است. در 216 تحليل انجام شده نتايج نشان مي‌­دهد كه بيشينه تغيير مكان بام در سازه­‌هاي 20 و 10، 5 طبقه در خاك‌­هاي سخت (تيپ 2)، تحت ركوردهاي دور و نزديك با تغييرات ناچيز همراه است اما در خاك‌­هاي نرم (تيپ 4) تحت ركوردهاي دور و نزديك با تغييرات زيادي همراه است. شتاب بام در خاك سخت نسبت به خاك نرم كاهش بيشتري داشته است. در اين مقاله، نسبت برش پايه به وزن موثر سازه مورد بررسي قرار گرفت و نتايج نشان داد كه اندركنش خاك-سازه بر روي برش پايه تاثيرگذار است. همچنين در مورد مودهاي رفتاري تير هم‌بند و درجه هم‌بندي ديوار برشي فولادي تحقيق صورت گرفت و نتايج نشان داد كه درجه هم‌بندي هم‌بستگي معناداري با نسبت‌هاي دوره تناوب سازه دارد و عملكرد جذب انرژي در تيرهاي هم‌بند كوتاه كه در برش جاري مي‌شوند، مناسب‌تر است.

Coupled steel plate shear wall (C-SPSW) is a relatively new system that has received less attention from research centers. This system benefits from high ductility and stiffness, which are the two advantages that make this system superior to the other lateral load-resisting systems. This paper aims to study the seismic response of the CSPSWs under near and far-field earthquakes, resting on soil types II and IV considering soil-structure interaction (SSI) effects using the 5, 10 and 15-storey frames in which the length of link beams and frame bays is equal to 1.25, 2.5 and 3.75 as well as 2.4, 3.2 and 4.8m, respectively. Based on the analysis results, maximum roof displacement of the 5, 10 and 20-storey frames located on stiff soils (soil type II), does not experience remarkable changes under near and far-field earthquakes but, to the contrary, in the case of soil type IV, changes are considerable. Roof acceleration of the structure located on stiff soil, is less than that of the structure on soft soil. In this paper, the ratio of base shear to the effective weight of the structure was taken into account and it was found that incorporation of SSI effects influences the base shear. Moreover, regarding behavioral modes of the coupling beam and coupling degree of the SPSW, the results indicated that this degree has a meaningful correlation with the fundamental period of the structure and the short coupling beams that yield in shear, have a better performance.