ارزيابي احتمالاتي-لرزه‌اي اثر اندركنش خاك و سازه بر روي سازه هاي جداسازي شده بتني

Probabilistic seismic Assessment of RC buildings with considering the effect of soil structure interaction

در اين پژوهش پاسخ‌هاي ديناميكي سازه‌هاي بتن آرمه قاب خمشي متوسط جداسازي شده و پايه ثابت با درنظر گرفتن اثر اندركنش خاك و سازه مورد بررسي قرار گرفته است. سه نمونه ساختمان بتني چهار، هشت و دوازده طبقه با جداساز لاستيكي با هسته سربي بر روي خاك‌هاي نرم، متوسط، سخت و پي صلب در نرم‌افزار اپنسيس 2.5.0 مدل گرديد. براي طراحي لرزه اي سازه از آيين نامه ACI 318-02 استفاده شد. شش ركورد حوزه نزديك و شش ركورد حوزه دور انتخاب و بر هريك از سازه‌ها اعمال شد و تحليل ديناميكي افزايشي جهت دسته‌بندي و ارائه پاسخ‌ها مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه با رسم منحني‌هاي شكنندگي بر اساس ماكزيمم دريفت طبقات، تفسير ارائه گرديد. همچنين دريفت و احتمال خرابي در هر يك از سطوح آسيب به كمك رسم ميانه منحنيهاي شكنندگي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند كه درنظرگرفتن اندركنش خاك و سازه سبب كاهش خسارت وارد بر سازه ها در يك شتاب يكسان مي‌گردد و با نرم تر شدن خاك زير سازه هاي جداسازي شده در تمامي سطوح خسارت، شتاب مربوط به ميانه شكنندگي افزايش مي‌يابد كه اين به معناي كاهش خطرپذيري سازه است. همچنين با توجه به نتايج ميانه شكنندگي مي توان نتيجه گرفت كه در نظر گرفتن اندركنش خاك و سازه در سازه هاي جداسازي شده 4 و 8 طبقه اثر بيشتري بر روي شتاب بام نسبت به سازه هاي جداسازي شده 12 طبقه داشته است؛ اين درحاليست كه بر روي برش پايه سازه جداسازي شده 12 طبقه اثر بيشتري دارد.

In this paper, the seismic response of base-isolated and fixed-base concrete structures with soil-structure-interaction effect was investigated. The structures with 4, 8, and 12 stories with lead rubber bearing isolators on three types of soils including soft, medium, and firm soils as well as on rigid foundation modeled using OpenSees software v 2.5.0. The ACI 318-02 code was used to design of RC intermediate moment frames. The incremental dynamic analysis was performed to determine the structural response under six near field and six far-field earthquakes recorded with the same seismic parameters but with different stations. The inter-story drift ratio and failure probability for each level of damage (slight, moderate, extensive and complete) were calculated and the fragility curves for maximum inter-story drift in different levels of PGA were drawn. The results indicated that considering the soil-structure-interaction decreased the structural damage on both isolated and fixed base structures. Softening the soil under isolated structures resulted in increasing the median fragility acceleration in each level of damage. Furthermore, considering the soil-structure-interaction effect in the low-rise to medium-rise structures (4 and 8 story buildings) has a more significant effect on median fragility accelerations than high-rise buildings. While, the effect of the base shear on the 12-story frame was more considerable.