بررسی حرکت گهواره ای در ساختمان های بتنی دارای سیستم دوگانه قاب خمشی با دیوار برشی

معمولا در طراحی ساختمان ها، فونداسیون به صورت صلب فرض می شود و نوع خاک و تاثیری که می تواند بر انعطاف پذیری شالوده داشته باشد، به صورت مستقیم در مدلسازی ها اعمال نمی شود. این در حالیست که در نظر گرفتن اندرکنش بین خاک و سازه می تواند پاسخ سازه را تحت تاثیر قرار دهد. از سویی امروزه دیوارهای برشی به صورت گسترده ای در ساختمانهای بتنی بکار برده می شوند. هنگامی که این دیوارها تحت تاثیر زلزله های شدید قرار می گیرند، بلند شدگی و حرکات نوسانی را می توان در پایه این سیستم ها مشاهده کرد. در نتیجه، شالوده این سیستم ها تحت شرایط خاصی از روی زمین بلند میشود. در این مطالعه به بررسی شرایط تکیه گاهی پای ستون ها و دیوارهای برشی در ساختمان های بتنی دارای سیستم دوگانه قاب خمشی با دیوار برشی پرداخته شده است. برای این منظور در ابتدا یک ساختمان بتنی ۸ طبقه با سیستم باربر جانبی دوگانه قاب خمشی با دیوار برشی مطابق با مقررات ملی ساختمان ایران و با استفاده از نرم افزار SAP۲۰۰۰ تحلیل و طراحی شد. در مرحله بعد، قاب بیرونی سازه با استفاده از روش اجزاء محدود و نرم افزار ABAQUS تحت دو شرایط مرزی مختلف شبیه سازی شد. در حالت اول اثر شالوده به صورت صلب و در حالت دوم اثر شالوده با امکان بلند شدگی (ایجاد حرکت گهواره ای) ارزیابی شد. برای در نظر گرفتن امکان بلند شدن فونداسیون و غیرخطی شدن موضعی خاک (حرکت گهواره ای)، در زیر دیوارهای برشی و ستون های سازه، فنرهایی متناسب با نوع خاک و به کمک مقادیر سختی ارائه شده توسط باولز تعریف شدند. متغیرها به ترتیب شامل نوع شرایط مرزی، مقاومت بتن (بتن با رده های C۲۱، C۴۰ و C۶۰) و نوع خاک زیر شالوده (خاک رسی، ماسه ای سست و ماسه ای متراکم) بودند. نتایج حاصل نشان داد که در نظرگیری امکان بلند شدن سازه با حرکت گهواره ای، بستگی به مشخصات خاک زیر شالوده دارد؛ به طوری که نوع خاک می تواند نقش تاثیرگذاری بر تنش، تغییرمکان جانبی سازه و برش پایه سازه داشته باشد. همچنین در قاب هایی که شرایط مرزی پای ستون ها به صورت انعطاف پذیر در نظر گرفته شد، تغییر در نوع خاک سبب گردید بیشینه تغییرات تنش ایجاد شده در قاب حدودا به میزان ۶۰ درصد برسد.

Keywords:

حرکت گهواره ای , رفتار لرزه ای , اندرکنش خاک– سازه , روش اجزاء محدود , دیوار برشی بتن مسلح