رویکردهای نوین در مهندسی عمران

رویکردهای نوین در مهندسی عمران

محاسبه سختی فنرهای خاک براساس دوره تناوب سازه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی مقطع دکتری مهندسی سازه، دانشگاه تهران
2 استاد دانشکده عمران، دانشگاه تهران
چکیده
در روش‌های طراحی مهندسی فرض می‌شود سازه بر روی بستر ثابتی مستقر است و عموماً از اثرات محیط خاک بر پاسخ سازه‌ای ضرف‌نظر می‌شود. حال آن‌که تحقیقات نشان می‌دهند که محیط خاک و سازه می‌توانند بر روی هم اندرکنش داشته باشند. به این پدیده اثر اندرکنش خاک-سازه گفته می‌شود. بنابراین بایستی محیط خاک در تحلیل‌های سازه‌ای مدل شود. روش‌های متفاوتی برای مدل‌سازی خاک وجود دارد. یکی از روش‌های کاربردی استفاده از فنرهای مجزا برای مدل‌سازی محیط خاک است. در این مقاله به بررسی اثر تعداد طبقات و دوره تناوب سازه بر روی سختی فنرهای خاک پرداخته شده است. در این راستا سازه‌های سه بعدی با تعداد طبقات 1، 3، 5، 10 و 15 در نرم‌افزار Opensees با محیط خاک پیوسته مدل شدند. سپس از نتایج تحلیل‌های سازه‌ای عکس‌العمل خاک زیر پی محاسبه شد و روابطی برای تعیین سختی خاک ارائه گردید. این روابط وابسته به دوره تناوب سازه هستند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1- Stewart, J.P., Seed, R.B. and Fenves, G.L., 1999b, Seismic soil-structure interaction in buildings. II: Empirical findings, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 125, 1, 38-48.
2-Waqas, M., 2018, Identification of an Efficient Method for Practicing Designers to Incorporate Soil-Structure Interaction Effects, Doctoral dissertation, CAPITAL UNIVERSITY.
3- Kanwal, F., 2017, Evaluation of Response Modification Factor in Consideration of Soil-Structure Interaction, Master Thesis.  
4- Winkler, E., 1867, Die Lehre von der Elasticitaet und Festigkeit: mit besonderer Rücksicht auf ihre Anwendung in der Technik für polytechnische Schulen, Bauakademien, Ingenieue, Maschinenbauer, Architecten, etc (Vol. 1). Dominicus.
5- National Institute of Standards and Technology (NIST), 2012, Soil-Structure Interaction for Building Structures, GCR 12-917-21, Gaithersburg, Maryland.
6- Wolf, J.P. 1985, Dynamic Soil-Structure Interaction, Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey.
7- Widad, B., Salah, K. and Souad, B., 2019, Soil non-homogeneity and soil-structure interaction effects on beam vibrations, Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Structures and Buildings, 1-10.
8- Boudaa, S., Khalfallah, S. and Bilotta, E., 2019, Static interaction analysis between beam and layered soil using a two-parameter elastic foundation, International Journal of Advanced Structural Engineering, 11, 1, 21-30.
9- Mullapudi TRS, 2010, Nonlinear finite element formulation of the soil structure interaction through two-parameter foundation model
10-Avcar M, 2016, Effect of material non-homogeneity and two-parameter elastic foundation on fundamental frequency parameters of Timoshenko beam, Acta Phys Pol A, 130, 375–378.
11-Raheem, S.E.A., Ahmed, M.M. and Alazrak, T.M., 2015, Evaluation of soil–foundation–structure interaction effects on seismic response demands of multi-story MRF buildings on raft foundations, International Journal of Advanced Structural Engineering (IJASE), 7, 1, 11-30.
12-Nguyen, Q.V., 2017, Effects of foundation characteristics and building separation gap on seismic performance of mid-rise structures incorporating soil-foundation-structure-interaction (Doctoral dissertation). 
13-Nguyen, Q.V., Fatahi, B. and Hokmabadi, A.S., 2017, Influence of size and load-bearing mechanism of piles on seismic performance of buildings considering soil–pile–structure interaction, International Journal of Geomechanics, 17, 7, 04017007.
14-Mylonakis, G. and Gazetas, G., 2000, Seismic soil-structure interaction: beneficial or detrimental, Journal of Earthquake Engineering, 4, 3, 277-301.
15-Gazetas, G. and Mylonakis, G. 1998, Seismic soil-structure interaction: new evidence and emerging issues, Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics III
16- Masaeli, H., Khoshnoudian, F. and Ziaei, R., 2015, Rocking soil-structure systems subjected to near fault pulses, Journal of Earthquake Engineering, 19, 3, 461-479.
17- Chen, J., Feng, Y. and Shu, W., 2016, An improved solution for beam on elastic foundation using quintic displacement functions, KSCE Journal of Civil Engineering, 20, 2, 792-802.