بررسی رفتار لرزه‏ ای ساختمان‏های بلند لوله‏ ای با درنظرگرفتن اثرات اندرکنش خاک و سازه

در ساختمان‌های بلند با سیستم لوله‌ای ستون‌ها و تیرهای اطراف سازه وظیفه تحمل بارهای جانبی را به عهده دارند. در این سیستم سازه‌ای در حالت ایده‏ال کل سازه به صورت یک تیر طره رفتار کرده و ستون‏های سازه در دو وجه مقابل هم به‏طور‏یکنواخت به کشش و فشار باربری می‏نمایند ولی با توجه به تغییر‏شکل ایجاد‏شده در تیرهای محیطی سازه، یکنواختی تنش در ستون‏های محیطی دچار خلل شده و پدیده لنگی‏برشی ایجاد می‏گردد. میزان اثر پدیده لنگی‌برشی به عواملی مانند انعطاف‌پذیری تیرهای جانبی، فاصله و ابعاد ستون‌های جانبی، ارتفاع سازه و دیگر مشخصات سازه بستگی دارد. تعیین اثر پدیده لنگی‌برشی بر توزیع نیروی جانبی بین المان‌های سازه‌ای اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق میزان تاثیر اندرکنش‌خاک‌و‌سازه بر پدیده لنگی‌برشی، تغییرشکل‌ها، نحوه توزیع نیروهای جانبی بین ستون‌های محیطی ساختمان و روند تشکیل مفصل‌های پلاستیک در سازه‌های لوله‌ای بتن‌آرمه بررسی می‌شود. همچنین مقایسه‌ای بین نتایج تحلیل خطی و غیر‌خطی صورت گرفته و اثرات تشکیل مفصل‏های پلاستیک با در نظر گرفتن تاثیرات ثانویه pdelta بر تغییرشکل‏ها و رفتار کلی سازه بررسی شده‌است. در این تحقیق با مدل کردن یک ساختمان بتنی 50 طبقه با سیستم لوله‌ای و تحلیل رفتار لرزه‏ای سازه تحت اعمال بارهای جانبی ناشی از زلزله در دو حالت ‌با و بدون در‌نظر‌‌گرفتن اثر اندرکنش‌خاک‌و‌سازه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که به‌‌طور‌‌کلی وجود اندرکنش‌خاک‌و‌سازه باعث کاهش پدیده لنگی‌برشی و افزایش تغییر‌شکل می‌شود همچنین تشکیل مفصل‏های پلاستیک اثر زیادی بر رفتارکلی و تغییر شکل سازه لوله‏ای خواهد داشت.

Investigation of the Seismic Behavior of Framed Tube Buildings Considering Soil Structure Interaction

In recent years, the framed tube system has been known as the most efficient structural system for the highrise buildings. The entire lateral resistance in the framed tube structures is provided by closely spaced exterior columns and deep spandrel beams. A framed tube building suffers from the shear lag effects, which cause a nonlinear distribution of axial stresses along the face of the building so that the axial stress in the corner columns increases while it decreases in the interior columns. Shear lag depends on the perimeter columns size and spacing and flexibility of the spandrel beams. In this study, the influence of soil structure interaction (SSI) on shear lag phenomenon and deformation of reinforced concrete framed tube structures have been investigated and the results of linear and nonlinear analyses have been compared. In addition, PDelta effects on some of the nonlinear static analyses have been considered and the sequence of plastic hinges formation has been investigated. The influence of SSI, the formation of plastic hinges and PDelta effects have been determined by analyzing a 50story reinforced concrete framed tube structure under seismic loading. The results show that SSI decreases shear lag and increases deformations of the structure. It also indicates that the formation of plastic hinges is so effective in deformation of the top stories and distribution of axial stresses in the top half of the building, and how PDelta effects are important in deformation and strength of the framed tube structures.