بررسی توزیع نیروی جانبی بین قاب و دیواربرشی با درنظر گرفتن پی انعطاف‌پذیر و اندرکنش خاک و سازه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

چکیده
در این مطالعه به بررسی توزیع نیروهای جانبی وارد به سازه شامل قاب خمشی و دیوار برشی بناشده بر روی پی انعطاف‌پذیر پرداخته شده‌است. امروزه آیین‌نامه‌های طراحی به دو دلیل نسبت به محاسبه اثرات غیرخطی اندرکنش خاک و سازه، راغب نیستند: 1) باور نادرست که به حساب آوردن اندرکنش خاک و سازه موجب طراحی سازه در جهت محافظه‌کارانه می‌شود 2) فقدان روش‌های مدل‌سازی غیرخطی قابل اطمینان. در حالیکه به حساب آوردن اندرکنش خاک و سازه بخصوص برای سازه‌های بنا شده بر روی پی‌های انعطاف‌پذیر به دلیل تغییرات غیرقابل چشم‌پوشی در رفتار دینامیکی این سازه‌ها دارای اهمیت بسیار می‌باشد. در مطالعه انجام شده در این مقاله به منظور بررسی رفتار قاب خمشی و دیوار برشی بر روی پی انعطاف‌پذیر، چهار قاب خمشی دوبعدی همراه با دیوار برشی با تعداد طبقات 5، 10، 15 و 20 با رفتار غیرخطی مصالح و خاک زیر سازه در دو شرایط تکیه‌گاهی انعطاف‌پذیر و گیردار مدل‌سازی شده و تحت تحلیل استاتیکی غیرخطی قرار گرفته‌اند. سطح تماس خاک و پی توسط فنرهای همجوار و مستقل از هم با رفتار غیرخطی و با استفاده از روش وینکلر مدل شده است. نتایج نشان داده‌اند در اثر انعطاف‌پذیری پی و اندرکنش خاک و سازه دیوار برشی نسبت به قاب خمشی دوران کرده و بر مقدار نیروهای برشی و لنگر ایجاد شده در ستون‌های سازه افزوده می‌شود

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Evaluation of lateral force distribution of frame and shear wall considering soil-structure interaction and foundation flexibility

نویسنده English

Iman Hakamian
School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده English

This study investigates the effect of foundation flexibility on the lateral force distribution of moment frames and shear walls. This distribution has been represented in terms of shear-moment ratio that are developed in columns, and normalized by the fix base shear and total first story moments, respectively. Four nonlinear moment resisting frames, in different heights including 5-story, 10-story, 15-story and 20-story, with nonlinear shear wall are considered, and nonlinear static analysis are performed in the fixed and flexible bases by Opensees. BNWF approach has been employed to account foundation flexibility due to soil structure interaction. Footings are modeled as beam column elements, and soil foundation interface is modeled by closely spaced, independent nonlinear spring elements. Based on the obtained results in this study, for all the investigated frames the normalized shears and moments in the first story in flexible condition are higher than the fixed base, meaning that the greatest effect due to foundation flexibility is related to forces corresponding to the first story. Foundation flexibility reduces the shear wall's stiffness and therefore, lower forces are carried out by the wall. As a result, the extra forces are developed in frames elements.

کلیدواژه‌ها English

Soil Structure Interaction
Foundation flexibility
Shear wall
Concrete moment resisting frame