عملکرد لرزه ای سازه های مجاور با لحاظ نمودن اندرکنش خاک- سازه

با توجه به اینکه فضای شهری دارای ساختمان هایی با ارتفاع های متفاوت و چیدمان بسیار نزدیک به یکدیگر است، اثرات اندرکنشی محیط مجاور بر پاسخ سازه ها تاثیرگذار خواهد بود. در این مقاله به بررسی اثرات اندرکنشی سازه های مجاور1 بر پاسخ لرزه ای یکدیگر پرداخته شده است. بدین منظور روسازه2 از نوع قاب خمشی بتنی با سه تیپ 5، 10 و 15 طبقه واقع بر فونداسیون سطحی گسترده و ساختگاه متشکل از خاک نوع III بر اساس روش مستقیم3 و با محیط مرزی مناسب به صورت سه بعدی مدل شده اند. اعضای فصل مشترک جهت شبیه سازی تماس اصطکاکی و لغزش احتمالی در اثر تحریک لرزه ای با استفاده از نرم افزار OpenSees به کار برده شده است. بررسی پاسخ های شتاب، جابه جایی نسبی و نیروی برشی طبقات نشان داد که اثرات اندرکنش و مجاورت بر پاسخ دینامیکی سازه ها به خصوصیات دینامیکی سازه، نوع و محتوای فرکانسی زمین لرزه و نحوه مجاورت سازه ها از نظر ارتفاعی وابسته است. نتایج نشان داد، شتاب، جابه جایی نسبی و نیروی برشی سازه های کوتاه (5 طبقه) در حالت مجاورت با سازه های بلندتر (15 طبقه) در مقایسه با حالت سازه منفرد، به ترتیب افزایش 10، 20 و 40 درصدی را تجربه می کند. برای سازه های متوسط (10 طبقه) مجاورت با سازه های کوتاه (5 طبقه) موجب کاهش پاسخ شتاب تا 24 درصد و در مجاورت با سازه های بلندتر (15 طبقه) جابه جایی نسبی و برش به ترتیب 20 و 16 درصد افزایش را نشان می دهد.
همچنین پاسخ شتاب سازه های نسبتا بلند (15 طبقه) در مجاورت با سازه های هم ارتفاع به میزان 15 درصد کاهش و جابه جایی نسبی در مجاورت با سازه با ارتفاع متوسط (10 طبقه) 23 درصد کاهش را نشان می دهد. این در حالی است که این سازه در مجاورت با سازه های کوتاه مرتبه (5 طبقه) افزایش 35 درصدی در برش پایه را تجربه می کند. با توجه به نتایج حاصل می توان گفت در نظرگیری اثر سازه- خاک- سازه می تواند موجب تغییر قابل توجه در پاسخ های مختلف سازه ای بشود و لازم است در طراحی سازه ها این مسئله لحاظ گردد.