تحلیل غیرخطی پاسخ لرزه ای سازه های مستقر بر نهشته های سطحی و عمیق با در نظر گرفتن اثر خصوصیات ساختگاه و محتوای فرکانسی

ویژگی های ساختگاه از جمله نوع، ضخامت و مشخصات لایه های خاکی می تواند همه ی عامل های حرکت ورودی زمین مانند شتاب، محتوای فرکانسی و مدت زمان لرزه را دست خوش تغییر نماید. در این پژوهش، به بررسی اثر ساختگاه بر روی پاسخ لرزه ای زمین و همچنین پاسخ سازه های واقع بر روی این ساختگاه ها پرداخته شده است. برای این منظور، تعداد 14 زلزله حوزه نزدیک و دور در نظر گرفته شده و تحلیل پاسخ زمین به روش های معادل خطی و روش غیرخطی در چهار ساختگاه مختلف صورت پذیرفته است. علاوه بر این، پاسخ های بدست آمده و مدل های سازه های یک تا چهار طبقه با استفاده از نرم افزار sap2000 مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در بیشتر موارد، تحلیل پاسخ زمین مربوط به زمین لرزه های حوزه دور و نزدیک به ازای حرکت ورودی لرزه ای با عبور از لایه های خاکی تقویت شده و شتاب بیشینه نسبت به حرکت لرزه ای افزایش می یابد. هم چنین، هرچه بیشینه مقدار شتاب ورودی حرکت لرزه ای از زلزله های حوزه دور کوچکتر باشد، تفاوت کمتری بین پاسخ لرزه ای به روش خطی و غیرخطی وجود دارد. در مواردی که زلزله حوزه نزدیک با بیشینه شتاب بزرگ برای تحلیل پاسخ استفاده شده است، نتیجه های به دست آمده از روش معادل خطی در برخی موارد نشان می دهد که صرف نظر از ضخامت لایه ی خاک، حرکت ورودی با عبور از خاک تقویت می شود. اگرچه با مقایسه نمودارهای شتاب بیشینه در برابر عمق برای زلزله های حوزه دور می توان نتیجه گرفت که این روند برای همه ی نتایج قابل تعمیم نمی باشد. در زلزله های حوزه دور، بیشینه مقدار جابجایی در عمق با افزایش ضخامت نهشت خاکی به سمت جابجایی های بیشتر انتقال می یابد. برای ساختمان با طبقه های ثابت بر روی نهشت های خاکی با عمق های سطحی تا عمیق، با افزایش عمق مقدار جابه جایی بیشینه کاهش می یابد. از طرف دیگر، بیشینه مقدار جابه جایی های بدست آمده در تحلیل های تاریخچه زمانی خطی و غیرخطی در ساختمان ها با افزایش تعداد طبقات افزایش می یابد.

Nonlinear Analysis of Seismic Response Considering the Effects of Site Characteristics and Frequency Content for Shallow and Deep Deposits

The studies have shown that the site characteristics such as soil layers properties and layer thickness can effect on the ground input motion and might change the acceleration frequency content and seismic duration. This research aims to study the effects of site characteristics on the ground response, and the response of the constructed buildings. In order to study the site effects on the ground seismic response, 14 far and near fault earthquake were considered and linear and nonlinear analysis on four different sites was performed. Additionally, one to four story buildings were modeled and the responses were analyzed using SAP 2000 software. Generally, the ground response related to the far and near fault earthquakes, the seismic input motion is amplified while passing through the earth layers and considering the acceleration, the maximum seismic motion increases. The smaller the maximum input acceleration of the seismic input of far fault earthquake, the less is the nonlinear and linear responses. For the cases with the larger near fault earthquake maximum ground acceleration, the analysis of the response, the response analysis using the linear equivalent approach shows that the soil layer of the input motion is amplified while passing through the soil layers. Comparing the graphs of the maximum acceleration versus the depth for the far fault earthquake, it can be inferred that the procedure cannot be generalized for the entire results of the far fault earthquakes. The maximum displacement in the depth increased with increasing the soil deposits thickness. For the similar stories buildings overlaid on the soil deposits, in both shallow and deep cases, the maximum displacement decreases with depth. On the other hand, the maximum obtained displacement in the linear and nonlinear times history analysis increases while increasing the number of building stories.