ارزیابی اثرات اندرکنش خاک-سازه برای ساختمان‌های بلند‌مرتبه بر روی خاک لایه‌ای (مطالعه موردی)

افزایش روز‌افزون ساخت سازه‌های بلند‌مرتبه در شهرها و قرارگیری ساختمان‌ها بر روی خاک‌هایی با لایه‌بندی متفاوت، ضرورت توجه مهندسان به تاثیر شرایط مختلف لایه‌های خاک بر پاسخ لرزه‌ای سازه‌ها را بیش از پیش نمایان می‌کند. در این مطالعه پس از صحت‌سنجی مدل عددی سه بعدی با استفاده از آزمایش میز لرزان قبلی، تاثیر لایه‌بندی خاک بر پاسخ لرزه‌ای ساختمان‌های بتنی مقاوم با در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه (ssi) مورد بررسی قرارگرفته است. با استفاده از نرم‌افزار اجزا محدود آباکوس، مجموعه‌ای از مدل‌سازی‌های عددی برای یک ساختمان 15 طبقه قرارگرفته بر روی خاک لایه‌ای با مقادیر مختلف سرعت موج برشی شبیه‌سازی شده است. تحلیل دینامیکی غیرخطی تحت حرکت لرزه‌ای به روش مستقیم انجام شده و نتایج از نظر حداکثر تغییر مکان جانبی، نیروی برشی و حداکثر جابه‌جایی نسبی طبقات مقایسه و مورد بحث قرار گرفته ‌است. نتایج نشان داد هرچه لایه خاک با سرعت موج برشی کمتر، عمق بیشتری داشته و به سطح زمین نزدیک‌تر باشد، مقادیر تغییر مکان جانبی و نیروی برشی و جابه‌جایی نسبی طبقات بیشتر است. همچنین طبق نتایج، لایه‌بندی خاک سهم عمده‌ای در پاسخ لرزه‌ای ساختمان‌ها با درنظرگیری ssi دارد و در نظر گرفتن اندرکنش خاک-سازه موجب اطمینان از طراحی ایمن و اقتصادی سازه‌ها می‌شود.

evaluation of soil-structure interaction effects for high-rise buildings on layered soil: a case study

the increasing construction of high-rise structures in cities and the placement of buildings on soils with different layers show the need for engineers to pay attention to the effect of different conditions of soil layers on the seismic response of structures. in this study, after validating the 3d numerical model using the previous shaking table test, the effect of soil layering on the seismic response of resistant concrete buildings has been investigated by considering the soil-structure interaction (ssi). using abaqus finite element software, a set of numerical modeling for a 15-story building placed on layered soil with different values of shear wave velocity has been simulated. nonlinear dynamic analysis under seismic motion has been performed in a direct way and the results have been compared and discussed in terms of maximum lateral deflection, shear force, and inter-story drifts of floors. the results showed that the deeper the soil layer with the lower shear wave speed and the closer it is to the ground surface, the higher the values of lateral deflection and shear force and the inter-story drifts. also, according to the results, soil layering has a major contribution to the seismic response of buildings by considering ssi, and considering the soil-structure interaction ensures the safe and economical design of structures.