این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۵، شماره ۲، صفحات ۵۳-۶۶
عنوان فارسی بررسی تأثیر اندرکنش خاک-سازه بر ضریب رفتار سازه‌ای
چکیده فارسی مقاله در این مطالعه به بررسی تأثیر اندرکنش خاک-سازه بر روی ضریب رفتار سازه‌‌ها پرداخته شده است. طی سالیان گذشته، مطالعات گسترده‌ای بر روی نحوه‌ی تغییرات پارامترهای دینامیکی سازه‌ها، با درنظر گرفتن انعطاف‌پذیری بستر انجام شده است. یکی از پارامترهای مهم طراحی لرزه‌ای، ضریب رفتار می‌باشد که تخمینی از تقاضای مقاومتی غیرالاستیک سازه است. در اکثر پژوهش‌های صورت‌گرفته، از مدل‌های سازه‌ای یک‌درجه‌ی آزادی و مدل‌های ساده‌‌سازی شده برای محیط خاک، استفاده کردند. این روش‌ها قادر نخواهئد بود تخمین درستی از رفتار سازه‌های واقعی ارائه دهند. در این مطالعه از چندین تحلیل تاریخچه‌ی زمانی غیر خطی و دوبعدی بر روی مدل‌های قاب فولادی به صورت 3طبقه، 5طبقه، 10طبقه و 15طبقه با دوره‌ی تناوب بین 0.1 تا 3 ثانیه و نسبت‌های شکل‌پذیری هدف 2، 4 و 6، که بر روی محیط پیوسته خاک قرار داشتند، استفاده شده است. سازه‌ها در معرض 22 شتاب‌نگاشت لرزه‌ای در حوزه‌ی دور قرار گرفتند. جهت درنظر گرفتن اندرکنش خاک-سازه، از خاک‌های کلاس D و E استفاده شد. با بررسی نتایج مشاهده شد که اندرکنش خاک-سازه، ضریب رفتار سازه‌ها را کاهش می‌دهد. به عبارت دیگر، استفاده از ضریب رفتار سازه‌ای تابعی از شکل‌پذیری سازه، دوره‌ی تناوب سازه، تعداد طبقات سازه و نوع خاک است. هرچه خاک نرم‌تر باشد، اثرات اندرکنش خاک-سازه بیش‌تر خواهد بود، بدین ترتیب ضریب رفتار کوچک‌تر است. میزان این تغییرات در سازه‌ی کوتاه‌مرتبه بیش‌ از سایرین است. در سازه‌ی 3طبقه با نرم‌تر شدن خاک (تغییر خاک به نوع E)، ضریب رفتار حدود 7 درصد بیش‌تر کاهش یافته است اما در سازه‌ی 10طبقه، کاهش قابل ملاحظه‌ای بین دو نوع خاک دیده نمی‌شود. همچنین با افزایش تعداد طبقات از ساختمان کوتاه‌ به متوسط، ضریب رفتار سازه‌ای بیش‌تر کاهش می‌یابد. مقدار درصد کاهش در مدل‌ها برای نسبت شکل‌پذیری 2 حدوداً برابر با 7، 10، 8 و 8 درصد به ترتیب برای سازه‌های 3طبقه ، 5طبقه ، 10طبقه و 15طبقه می‌باشد. مشاهده می‌شود که در سازه‌های بلندمرتبه، نسبت شکل‌پذیری بیش‌تر از تعداد طبقات سازه بر ضریب رفتار تأثیر می‌گذارد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله اندرکنش خاک-سازه،ضریب اصلاح پاسخ،ضریب کاهش مقاومت،مدل‌سازی خاک،تقاضای مقاومتی غیرالاستیک،نسبت شکل‌پذیری،
عنوان انگلیسی An Investigation of the strength reduction factor considering soil-structure Interaction
چکیده انگلیسی مقاله This study presented an evaluation of the response modification factor of structures considering soil-structure interaction (SSI). During an earthquake, the soil-structure interaction plays an important role in the response of the structure and affects the dynamic characteristics of the structure. In current structural design codes, due to the complexity of soil medium behavior, it is assumed that the structure is fixed at the base and the important effects of soil-structure interaction are disregarded. Thus, dynamic responses of structures will not be simulated properly. One of the major seismic parameter is the strength reduction factor, which represents the ratio of the elastic lateral yielding strength in system to the lateral yielding strength to maintain the displacement ductility ratio demand, less or equal to the target ductility ratio. Previous studies were often investigated the strength reduction factor of single degree of freedom (SDOF) systems, which cannot be an accurate estimation of real structurers. The models were also based on the simple method of spring and dashpot simulations of soil-foundation system. Thus, there is a need to conduct new studies on steel multi degree of freedom structures (MDOF) resting on soil medium. In this regard, a wide variety of numerical analyses was considered to evaluate parameters affecting the strength reduction factor.
For this purpose, first, a brief review of the literature related to the response modification factor regarding soil-structure interaction was presented. Then, several numerical structures with different number of stories, natural fixed base periods and displacement ductility ratios were modeled in OpenSees software. The supporting soil was modeled as a continuous and two-dimensional continuum medium using 2D plane strain shell elements. The structures were 3storey, 5storey, 10story and 15storey buildings, with periods between 0.1 and 3 s, subjected to 22 strong ground motions on NEHRP site classes D and E, on the basis of the ASCE7-16 (Soil type D, with shear wave velocity between 180 m/s and 360 m/s, and soil type E, with shear wave velocity lower than 180m/s). The displacement ductility ratios used in this research were assumed 2, 4 and 6. The results were demonstrated according to the natural fixed base periods of structures. It was observed that for flexible and fixed base systems, increasing the number of stories reduced the values of Rm. However, for soil–structure systems, the Rm become less sensitive to the number of stories. Rm was sensitive to aspect ratio (h/r) of structures. As h/r increases, Rm experienced higher values. On the other hand, strength reduction factor was mostly affected by displacement ductility ratios of the whole soil-structure system. Nevertheless, generally, soil-structure interaction reduced the values of Rm. The values of strength reduction factor were sensitive to soil shear velocity. As soil shear velocity decreased, the SSI effect was considerable and therefore Rm was decreased. Thus it can be concluded that the common seismic design approaches which does not considered soil-foundation flexibility, can result in higher strength reduction factor compared to the real situations. Using higher strength reduction factor leads to non-conservative dynamic structural outputs.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله اندرکنش خاک-سازه,ضریب اصلاح پاسخ,ضریب کاهش مقاومت,مدل‌سازی خاک,تقاضای مقاومتی غیرالاستیک,نسبت شکل‌پذیری
نویسندگان مقاله مروارید حاجیان |
دانشکده عمران، دانشگاه تهران

رضا عطارنژاد |
دانشکده عمران، دانشگاه تهران

نشانی اینترنتی https://mcej.modares.ac.ir/article_12755_c7fcf98e060cf3deac367d08d5d701ca.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات