|
|
مهندسی عمران مدرس، جلد ۱۶، شماره ۴، صفحات ۱۹۹-۲۱۲
|
|
|
| عنوان فارسی |
بررسی اثرات مفید و مخرب اندرکنش خاک و سازه با استناد به طیف خرابی |
|
| چکیده فارسی مقاله |
پاسخ سیستم سازه با وجود اندرکنش خاک و سازه تابعی از عوامل مانند ابعاد سازه، خصوصیات دینامیکی سازه، پروفیل خاک و خصوصیات زلزله اعمالی است. پاسخ سیستم‌های اندرکنشی تحت بارگذاری لرزه‌ای عموما به صورت غیرخطی می‌باشد. اگر چه رفتار غیرخطی خاک و وجود برکنش، انرژی زیادی را در سطح مشترک بین خاک و سازه مستهلک می‌سازد و اثری مفید برای در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه به شمار می‌آید، اما از طرفی ممکن است باعث تغییر شکل‌های ماندگار بیش از اندازه در سازه گردد و لذا این اثر مخرب نیز باید به صورت همزمان مدنظر قرار داده شود. در این مقاله به منظور بررسی اثرات مفید و مخرب اندرکنش خاک و سازه در حوزه رفتار غیرخطی خاک و سازه، مقایسه طیف خرابی سیستم با پای انعطاف پذیر و سیستم با پای ثابت بر اساس شاخص خرابی پارک و انگ برای سیستم‌های یک درجه آزادی ارائه می‌گردد. این سیستم‌های یک درجه آزادی دارای رفتار غیرخطی هستند که بر تیر با بستر غیر ارتجاعی وینکلر قرار دارند. طیف‌های خرابی برای چنین سیستم‌هایی با در نظر گرفتن سه زلزله ثبت شده بر خاک نرم و برای نسبت‌های مختلف لاغری در سازه، فرکانس بی‌بعد و شکل‌پذیری بدست می‌آیند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که اگرچه در بسیاری از سازه‌ها اندرکنش خاک و سازه اثری مفید در کاهش نیاز لرزه‌ای اعمالی به سازه دارد، اما در برخی از حالات نسبت سختی سازه به خاک، اندرکنش خاک و سازه خسارت لرزه‌ای اعمالی را در سازه‌های با پریود کم و روی خاک نرم افزایش می‌دهد. |
|
| کلیدواژه‌های فارسی مقاله |
اندرکنش خاک و سازه، شاخص خرابی، رفتار غیر خطی، |
|
| عنوان انگلیسی |
Beneficial and detrimental effects of soil-structure interaction according to damage spectrum |
|
| چکیده انگلیسی مقاله |
In spite of extensive studies since 1970 on Soil Structure Interaction (SSI), there is still controversy regarding the seismic performance of the structures rested on soft soil. SSI is known as a phenomenon influencing beneficial and sometimes detrimental effects on the response of structures. The response of soil–structure system depends basically on the size of the structure, its dynamic properties, and the soil profile as well as the applied excitation. Under strong shaking the response of soil–structure system is nonlinear and a combination of different types of nonlinearity as well as sliding, uplift and soil yielding will occur. Although foundation uplift in conjunction with soil yielding may dissipate energy during earthquakes, they may also lead to excessive permanent deformations in the structures. In such case, soil- structure interaction (SSI) is not only beneficial, but also detrimental to the seismic response of the structures. In order to investigate the beneficial and detrimental effects of SSI on the nonlinear response of building, damage spectra on the basis of Park and Ang damage Index for the SDOF models are provided by considering and neglecting the SSI effects. The bilinear SDOF models are supported by Beam on Nonlinear Winkler Foundation. Two non-dimensional parameters are used to control the modeling. (I) non-dimensional frequency a0 which is a statement of the structure-to-soil stiffness ratio (II) the aspect ratio of the structure h/r. The systems are subjected to three earthquake ground motions recorded on soft soil. For each period, first the yield strength demand of the structure is calculated by iteration in order to reach the specified target ductility in the fixed-base model within 1% of accuracy when subjected to the ground motions. The dissipated hysteretic energy in the structure is also calculated accordingly. Then, the ductility and the hysteretic energy demands are calculated for the soil–structure systems under different values of a0 and h/r subjected to the same ground motion providing the same yield strength for the structure. Consequently, the damage index is calculated for the structure in the fixed-base state as well as for the structure when located on soil. The result showed that for most of structures with long period SSI decrease the damage index. How ever It is observed that in some cases of structure to soil stiffness, SSI increases the damage index before a threshold period which is closely related to the predominant period of the ground motion. It means that the conventional fixed-base model underestimates the damages sustained by buildings having periods less than this threshold period. In particular, the SSI substantially increases the damage index of short-period buildings located on soft soils. It is also observed that increasing the aspect ratio of the structure increases this effect. However, the trend is reversed after the threshold period. it is observed that the increase in the slenderness ratio and ductility ratiob of structures leads to increase in the maximum damage. |
|
| کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله |
Soil structure interaction, Damage index, Nonlinear behavior |
|
| نویسندگان مقاله |
امین عمادی |
دانشگاه
حمزه شکیب |
عضو هیئت علمی گروه عمران-زلزله دانشگاه تربیت مدرس
سازمان اصلی تایید شده: دانشگاه تربیت مدرس (Tarbiat modares university)
|
|
| نشانی اینترنتی |
http://mcej.modares.ac.ir/article_15688_de9ac840e4d79fe9c299bd466434d532.pdf |
| فایل مقاله |
اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1242/article-1242-225283.pdf |
| 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
|