تأثیر اندرکنش خاک و سازه درتقاضا و سطوح قابلیت اطمینان احتمالاتی ساختمان های فولادی نامنظم هندسی در ارتفاع

Abstract

در این مقاله، تأثیر اندرکنش خاک و سازه در تقاضای تغییرمکان‌های جانبی نسبی و سطوح قابلیت اطمینان احتمالاتی ساختمان‌های فولادی دارای نامنظمی هندسی در ارتفاع مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این منظور، دسته‌ای از سازه‌های نامنظم هندسی در ارتفاع با درجات گوناگون پس‌رفتگی در تراز طبقات گوناگون، تحت تأثیر مؤلفه‌های افقی زلزله آنالیز می‌شوند. اثرات انعطاف‌پذیری پی سازه با استفاده از روش تیر غیرخطی وینکلر مدل می‌شود که در آن، با استفاده از مجموعه‌ای از فنرهای غیرخطی، رفتار خاک تحت بارهای دینامیکی مدل‌سازی می‌شود. تحلیل‌ها با استفاده از روش تحلیل دینامیکی افزایشی صورت می‌گیرد که به موجب آن، سطوح قابلیت اطمینان سازه از مرحله رفتار خطی تا حد فروریزش سازه مورد بررسی قرار می‌گیرد. پس از برآورد سطوح عملکردی گوناگون سازه، درصد قابلیت اطمینان سازه برای دامنه شدت ارتعاشات و سطح تقاضای متناظر با آن بدست می‌آید. نتایج حاصله حاکی از آن است که ماکزیمم تقاضای تغییرمکان جانبی نسبی بین طبقات سازه‌ها، بخاطر اثرات انعطاف‌پذیری پی افزایش می‌یابد. این نرخ افزایش بسته به موقعیت و میزان پس‌رفتگی در تراز طبقات سازه تغییر می‌یابد. همچنین، سطح اطمینان قابل قبول برای تأمین قابلیت بهره‌برداری بی-وقفه در سازه‌های با پای گیردار و انعطاف‌پذیر تحت زلزله‌های با سطح خطر کم تا متوسط حاصل می‌آید. با این حال، در سطوح خطر لرزه‌ای بالاتر، انعطاف‌پذیری پی باعث کاهش سطح اطمینان عملکردی سازه می‌شود که به موجب آن، بسته به محل و درصد پس‌رفتگی در سازه، متوسط کاهش 40 تا 60 درصدی در سطوح قابلیت اطمینان سازه مشاهده می‌گردد.