بررسی و ارزیابی دینامیک خاک در سازه ساختمان های بتنی (مطالعه موردی: یک قاب ساختمان ۵ طبقه)

در بسیاری از تحلیل های متداول در سازه ها، بستر زمین به عنوان بستر صلب تصور می گردد و از اثرات تغییر شکل زمین صرف نظر می گردد. این تحقیق به منظور بررسی و ارزیابی ویژگی های اندرکنش دینامیکی خاک و سازه مربوط به یک ساختمان بتن مسلح انجام شده است. تجزیه و تحلیل عددی و شبیه سازی های ریاضی بسته به بسته نرم افزاری ABAQUS® برای دستیابی به هدف مطالعه انجام شد. یافته های تحقیق نشان داد که برش پایه برای یک قاب ساختمان پنج طبقه از خاک نرم تا متوسط ۵ درصد و از خاک متوسط به سخت ۲۳ درصد کاهش می یابد. همچنین برش پایه برای اسکلت ساختمانی پنج طبقه از خاک نرم تا متوسط ۵ درصد و از خاک متوسط به سخت ۲۳ درصد کاهش می یابد. برش پایه برای سیستم دیوار برشی با ده طبقه در خاک متوسط ۲۰ درصد کمتر از خاک نرم است. در خاک سخت، این نتیجه ۱۲% کاهش می یابد. نیروی محوری برای یک قاب ساختمان پنج طبقه از خاک ملایم تا متوسط ۲ درصد و از خاک متوسط به سخت ۸ درصد کاهش می یابد. علاوه بر این، نیروهای محوری کاهش ۹ درصدی را برای خاک متوسط و کاهش ۴ درصدی را برای خاک سخت در سیستم مقاومت قاب ساختمان ۱۰ طبقه ایجاد می کنند. کاهش ۳ درصدی از خاک نرم به متوسط و کاهش ۱۲ درصدی در خاک سخت از نظر نیروی محوری وجود دارد. در این میان، نیروهای محوری برای خاک متوسط ۱۳ درصد کمتر از خاک نرم و ۶ درصد برای خاک سخت کمتر است. جابجایی در یک سیستم قاب ساختمان ۵ طبقه در خاک متوسط ۶ درصد و در خاک سخت ۱۱ درصد کاهش می یابد. با این حال، جابجایی یک سازه ۱۰ طبقه در خاک متوسط ۱۰ درصد و در خاک سخت ۲۲ درصد کاهش می یابد. تغییر مکان در سازه دیوار برشی پنج طبقه در خاک متوسط و سخت به میزان ۶ و ۱۸ درصد کاهش می یابد. همچنین جابجایی در خاک متوسط و سخت به ترتیب ۲۰ و ۳۰ درصد کاهش می یابد.