مطالعه عددی اندرکنش گسلش- آبرفت - قاب ساختمانی دو دهانه

در بیشتر مطالعات مربوط به اندرکنش گسلش خاک فونداسیون سازه، تنها فونداسیون مدل شده و اثر سازه با روشهایی مانند سختی معادل یا اضافه نمودن سربار معادل آن در مدلسازی ها دیده شده و از مدلسازی مستقیم سازه در مدل های آزمایشگاهی و عددی خودداری شده است. لذا به نظر می رسد مدلسازی مستقیم سازه بتواند درک بهتری از تاثیر حضور سازه فونداسیون بر نحوه انتشار گسلش سطحی1 و همچنین بر نحوه عملکرد اعضاء مختلف سازه در حین گسلش را امکان پذیر سازد. در این تحقیق مدلسازی عددی دوبعدیِ سازه فونداسیون آبرفت با اعمال گسلش سطحی معکوس به صورت شبه استاتیکی، در حالت قابهای دو دهانه دارای پی نواری با تعداد طبقات 3 و 7، با استفاده از روش اجزاء محدود و نرم افزار آباکوس انجام شده و تاثیر عواملی نظیر موقعیت قرارگیری سازه، تعداد طبقات و ضخامت فونداسیون در این پدیده اندرکنشی به صورت پارامتریک مورد مطالعه و بررسی قرارگرفته است. بر این اساس بحرانی ترین موقعیت قرارگیری، برای حالتی است که سازه برروی فرادیواره و در فاصله 15 تا 25 متری از محل رخنمون گسلش میدان آزاد2 قرار می گیرد. تاثیر افزایش تعداد طبقات (افزایش سربار) از نظر تغییرشکل های ایجادشده در سازه در مواجهه با پدیده گسلش در حالت های مختلف قرارگیری سازه متفاوت می باشد، اما از نظر تغییراتِ نیروهایِ داخلیِ اعضا سازه ای، افزایش تعداد طبقات باعث ایجاد مقادیر نیروی برشی و لنگر خمشی بزرگتری در طول تیر طبقات و فونداسیون سازه ها در اثر اعمال گسلش می شود. افزایش ضخامت فونداسیون نیز باعث کاهش مقادیر نیروی برشی و لنگر خمشی ایجاد شده در اعضای سازه ای نظیرتیرها در اثر اعمال گسلش می گردد، در نتیجه می تواند به عنوان یک راهکار مناسب در جهت عملکرد بهتر سازه در مواجهه با پدیده اندرکنشی سیستم کوپل، مورد توجه قرارگیرد.

Numerical Study on the Surface Fault Rupture Interaction with Soil Deposits and 2-Span Structural Frames

In most studies of faultingsoilfoundationstructural interaction, the structural effects is considered by modeling the equivalent hardness or adding equivalent overload to the foundation. Consequently, direct modeling of the structure is avoided in laboratory and numerical models. Based on the abovementioned remarks, direct modeling of the structure seems to allow a better understanding of the structurefoundation effect on the distribution of surface fault rupture. In the current study, a 2D finite element numerical modeling of structurefoundationalluvium interaction has been made by applying reverse surface faulting. The structures are modeled as two span frames with 3 and 7 floors with strip foundation. The effects of different factors on the interaction phenomenon including: location of the structure (Table 1), number of floors and foundation thickness have been studied parametrically. The results of the parametric studies indicated that the most critical situation of the structures occurs when it is located on the hanging wall with a 15 to 25 meters far from the free field fault outcrop. Related to the structural location, the effect of increasing floor number on structural deformation is not unique. Nevertheless, this phenomenon increases the internal forces of structural members. In fact during surface fault ruptures, greater amounts of shear forces and bending moments was created along the beam floors and foundation structures by incasing the floor numbers. Furthermore, increasing the foundation thickness reduces the induced shear forces and moments of the structural members. Consequently, it is recommended to use the foundations with a high thickness for improving the structural performance against surface fault ruptures.