گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران
چکیده
با توجه به اینکه فضای شهری دارای ساختمان‌هایی با ارتفاع‌های متفاوت و چیدمان بسیار نزدیک به یکدیگر است، اثرات اندرکنشی محیط مجاور بر پاسخ سازه‌ها تأثیرگذار خواهد بود. در این مقاله به بررسی اثرات اندرکنشی سازه‌های مجاور1 بر پاسخ لرزه‌ای یکدیگر پرداخته شده است. بدین‌منظور روسازه2 از نوع قاب خمشی بتنی با سه تیپ ۵، ۱۰ و ۱۵ طبقه واقع بر فونداسیون سطحی گسترده و ساختگاه متشکل از خاک نوع III بر اساس روش مستقیم3 و با محیط مرزی مناسب به‌صورت سه‌بعدی مدل شده‌اند. اعضای فصل مشترک جهت شبیه‌سازی تماس اصطکاکی و لغزش احتمالی در اثر تحریک لرزه‌ای با استفاده از نرم‌افزار OpenSees به‌کار برده شده است. بررسی پاسخ‌های شتاب، جابه‌جایی نسبی و نیروی برشی طبقات نشان داد که اثرات اندرکنش و مجاورت بر پاسخ دینامیکی سازه‌ها به خصوصیات دینامیکی سازه، نوع و محتوای فرکانسی زمین‌لرزه و نحوه مجاورت سازه‌ها از نظر ارتفاعی وابسته است. نتایج نشان داد، شتاب، جابه‌جایی نسبی و نیروی برشی سازه‌های کوتاه (۵ طبقه) در حالت مجاورت با سازه‌های بلندتر (۱۵ طبقه) در مقایسه با حالت سازه منفرد، به‌ترتیب افزایش ۱۰، ۲۰ و ۴۰ درصدی را تجربه می‌کند. برای سازه‌های متوسط (۱۰ طبقه) مجاورت با سازه‌های کوتاه (۵ طبقه) موجب کاهش پاسخ شتاب تا ۲۴ درصد و در مجاورت با سازه‌های بلندتر (۱۵ طبقه) جابه‌جایی نسبی و برش به‌ترتیب ۲۰ و ۱۶ درصد افزایش را نشان می‌دهد.همچنین پاسخ شتاب سازه‌های نسبتاً بلند (۱۵ طبقه) در مجاورت با سازه‌های هم‌ارتفاع به میزان ۱۵ درصد کاهش و جابه‌جایی نسبی در مجاورت با سازه با ارتفاع متوسط (10 طبقه) 23 درصد کاهش را نشان می‌دهد. این در حالی است که این سازه در مجاورت با سازه‌های کوتاه‌مرتبه (5 طبقه) افزایش 35 درصدی در برش پایه را تجربه می‌کند. با توجه به نتایج حاصل می‌توان گفت در نظرگیری اثر سازه- خاک- سازه می‌تواند موجب تغییر قابل‌توجه در پاسخ‌های مختلف سازه‌ای بشود و لازم است در طراحی سازه‌ها این مسئله لحاظ گردد.
Metin, M., Kose, M., and Abacioglu, A. (2008) Dynamic interactions of adjacent structures in different geometries. KSU Journal of Science and Engineering, 11, 45-51.
Karayannis, C.G. and Favvata, M.J. (2005) Earthquake-induced interaction between adjacent reinforced concrete structures with non-equal heights. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 34, 1-20.
Alexander, N.A., Ibraim, E., and Aldaikh, H. (2013) A simple discrete model for interaction of adjacent buildings during earthquakes. Computers and Structures, 124, 1-10.
Jiang, X. and Yan, Z. (1998) Earthquake response analysis of building-foundation-building interaction system. Journal of Vibration Engineering, 11(1), 7-31.
Aldaikh, H., Alexander, N.A., Ibraim, E., and Oddbjornsson, O. (2015) Two-dimensional numerical and experimental models for study of structure-soil-structure interaction involving three buildings. Computers and Structures, 150, 79-91.
Lou, M., Wang, H., Chen X., and Zhai, Y. (2011) Structure-soil-structure interaction: Literature review. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 31(12), 1724â1731.
Balendra, T. and Heidebrecht, A.C. (1986) Influence of different sites on seismic base shear of buildings. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 14, 623-642.
Renzi, S., Madiai, C. and Vannucchi, G. (2013) A simplified empirical method for assessing seismic soil-structure interaction effects on ordinary shear-type buildings. Soil Dynamic and Earthquake Engineering, 55, 100-107.
Yue, M.G. and Wang, Y.Y. (2009) Soil-structure interaction of high-rise building resting on soft soil. Electronic Journal of Geotechnical Engineering (EJGE), 13.
Tabatabaiefar, H.R., Fatahi, B. and Samali, B. (2011) Effects of soil dynamic properties and bedrock depth on seismic response of building frames incorporation soil-structure interaction. Proceedings of the 5th Asia-Pacific Conference on Unsaturated Soils Theory and Practice, 597-603.
Wen, Z.P., Hu, Y.X., and Chau, K.T. (2002) Site effect on vulnerability of high-rise shear wall buildings under near and far field earthquake. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 22, 1175-1182.
Getmiri, B. and Haeri, S.M. (1996) Guidance of dynamic soil-structure interaction analysis and its effects on structural dynamic response. Center of studies of coping with Iran natural disasters, Tehran (in Persian).
Stewart, P.S., Seed, R.B. and Fenves, G.L. (1998) Empirical Evaluation of Inertial Soil-Structure Interaction Effects. Pacific Earthquake Engineering Research Center, Univ. of California, Berkeley.
Chin, C.C. (1998) Substructure Subtraction Method and Dynamic Analysis of Pile Foundations. Ph.D. Dissertation, University of California, Berkeley.
Wolf, J.P. (1985) Dynamic Soil-Structure Interaction. Prentice-Hall Inc.
Rayhan, M.H. and El Naggar, M.H. (2008) Numerical modeling of seismic response of rigid foundation on soft soil. International Journal of Geomechanics, 8(6) 336-346.
Asgari, A., Golshani, A., and Bagheri, M. (2014) Numerical evaluation of seismic response of shallow foundation on loose silt and silty sand. Journal of Earth System Science, 123(2), 365-379.
)