مطالعه تجربي- تحليلي اثرات اندركنش خاك- سازه بر پاسخ ديناميكي غير خطي سازه هاي متداول با پي هاي سطحي و مدفون

Experimental-Analytical Study of Soil- Structure Interaction Effects in Nonlinear Dynamic Response of Usual Structures with Surface and Embedded Foundations

چكيده در اين مقاله، آثار اندركنش ديناميكي خاك- سازه در پاسخ لرزه‌اي ساختمانهاي سطحي و مدفون در خاك به كمك آزمايشهاي ميز لرزان روي مدل‌هاي مقياس شده مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور چهار مدل سازه‌اي 5 ،10، 15 و 20 طبقه به عنوان نماينده ساختمانهاي متداول در يك محيط شهري و دو مدل خاك نرم و نسبتاً نرم به عنوان نماينده زمينهاي نوع III و II مطابق طبقه‌بندي آيين‌نامه 2800 زلزله ايران با ضريب مقياس هندسي 01/0 طراحي و ساخته شده‌اند. اين مدل‌ها تحت زلزله‌هاي 19?0 السنترو آمريكا و 1981 طبس ايران روي ميز لرزان پژوهشگاه بين-المللي زلزله‌شناسي و مهندسي زلزله مورد آزمايش قرار گرفته‌اند. همچنين نتايج مطالعات آزمايشگاهي با مدلسازي تحليلي به كمك نرم‌افزار Opensees مقايسه شده‌ است. مقايسه نتايج تجربي و تحليلي نشان مي‌دهند كه مدل رفتاري ساخته شده در نرم‌افزار قابليت مدلسازي تاثيرات اندركنش خاك- سازه را دارا مي‌باشد. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه مدفون بودن پي باعث كاهش اثرات اندركنش خاك- سازه در سازه‌ها بين 2 الي 6 درصد مي‌گردد. اين كاهش با افزايش عمق مدفون شدگي شديدتر مي‌شود. كليد واژه ها: اندركنش خاك- سازه، پي هاي مدفون، تستهاي ديناميكي، مد گهواره اي، ميز لرزان

In this paper, dynamic soil-structure interaction (SSI) effects on the seismic response of building structures with surface and embedded foundations have been studied using shake table tests on scaled models. For this purpose, four structural models with 5, 10, 15 and 20 floors as common representative buildings in urban areas and two relatively soft soil types II and III based on the Iranian seismic code (IS2800), with geometric scale model of 1/100, have been designed and constructed. These models are subjected to earthquake records of Elcentro USA 1940, and Tabas Iran 1981 using International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES) shaking table. Also, the results of finite element analyses of soil-structure system have been compared with shake table results. These comparisons show that analytical model has capability to indicate SSI effects. Based on the obtained results, the foundation embedment reduces SSI effects between 2% to 6%. These reduction increases by increasing of embedment height.