اثر اندرکنش خاک و سازه بر ارزیابی عملکرد شاخص خرابی تجمعی انرژی در قاب های بتن مسلح

در اکثر روش های متداول طراحی، خاک زیر سازه صلب فرض می شود در صورتی که در واقعیت صلب نیست. تا کنون مطالعات زیادی بر روی تاثیر اندرکنش بر پاسخ سازه صورت پذیرفته، ولی تاثیر این پدیده بر خرابی سازه چندان مورد توجه قرار نگرفته است. در این مطالعه به بررسی شاخص‏ خرابی غیر تجمعی کرزینگ که شاخص خرابی بر اساس انرژی می باشد، در سطوح شکل‏پذیری  هدف 3، 4 و 5 در قاب های خمشی بتنی 5، 7، 10، 12، 15، 18 و20 طبقه تحت 7 عدد شتابنگاشت پرداخته شده است. خاک زیر سازه نیز با استفاده از مفهوم مدل های مخروطی مدل شده اند. نتایج نشان می دهد که در قاب های کوتاه مرتبه که دارای لاغری کمی هستند عدم در نظر گرفتن اثر اندرکنش خاک و سازه در طراحی سازه ها در جهت اطمینان می باشد ولی با افزایش ارتفاع قاب ها (افزایش لاغری) به همراه افزایش شکل پذیری اثر اندرکنش خاک و سازه در طبقاتی موجب افزایش خرابی می گردد که این افزایش در نقاطی تا 14 درصد به خصوص در طبقات فوقانی پیش میرود که این موضوع اهمیت در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه را در سازه های لاغر نشان می دهد. در خاک متوسط در اکثر موارد پاسخ ها به حالت صلب بسیار نزدیک می باشند. ولی در بررسی خرابی در معیار کلی قاب، اثر اندرکنش خاک و سازه موجب کاهش شاخص خرابی میگردد. در شاخصی تجمعی که مبنای انرژی داشته باشد، اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی شاخص خرابی در المان تیر بیشتر از المان ستون می باشد.

Effect of the soilstructure interaction on performance assessment of the energybased cumulative damage index in concrete reinforced frames

In most of the conventional design methods, the soil beneath the structure is assumed to be rigid, but this assumption is not true in reality. Up to now, many studies have been performed concerning the interaction effect on the structure response but the effect of this phenomenon on the structure damage has not been considered seriously. In this research the effect of Kratzig noncumulative damage index which is an energybased damage index, is investigated for target ductility levels of 3, 4 and 5 in the 5, 7,10,12,15, 18 and 20story concrete moment resisting frames and under 7 different accelerometers. The soil beneath the structure is also modeled using the cone models. The results show that in the lowrise frames, which have lower slenderness, ignoring the effect of soilstructure interaction is on the behalf of safety, but with increase in the height of frames (increase in slenderness) together with increased ductility, the effect of soilstructure interaction causes increased damage at some stories and this increase in some points reaches to 14%, especially at the upper stories and this issue indicates the importance of taking into the account the soilstructure interaction in slender structures. For medium soils, in most cases the responses are very close to that of the rigid case. But investigating the overall damage criterion in the frame, the effect of soilstructure interaction causes reduced damage index.  With the energybased cumulative damage index, the effect of soilstructure interaction on the damage index is greater in the beam element than the column element