نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مروارید حاجیان ¹
• رضا عطارنژاد ²

¹ دانشجوی دکترا، دانشکده عمران، دانشگاه تهران

² استاد تمام، دانشکده عمران، دانشگاه تهران

چکیده

اندرکنش خاک و سازه از چالش‌های بسیار مهم در طراحی سازه‌ها است که می‌تواند پاسخ‌ لرزه‌ای سازه‌ها را به طور قابل توجهی تغییر دهد. در هنگام وقوع زلزله رفتار خاکِ زیر سازه نقش مهمی در پاسخ سازه ایفا می‌کند و مشخصات دینامیکی سازه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابراین در سازه‌های ویژه نیاز به مدل‌سازی دقیق‌تر محیط خاک است. در کاربردهای مهندسی غالباً خاک زیر سازه مدل نمی‌شود و از تأثیرات مهم آن صرف نظر می‌گردد، زیرا بـه علت نامحدود بودن محیط خاک، مدل‌سازی آن پیچیدگی بیش‌تری نسبت به مدل‌سازی سازه دارد. روش‌های مختلفی برای مدل‌سازی پدیده‌ی اندرکنش خاک - سازه وجود دارند. یکی از این روش‌ها روش معروف تیر بر روی بستر الاستیک است. این روش براساس مدل وینکلر بنا شده است که در طرح آیین‌نامه‌ای به طور گسترده استفاده می‌شود ولی به طور دقیق تغییرات سختی خاک در طول پی را نشان نمی‌دهد. بنابراین در مقاله‌ی حاضر به بررسی عکس‌العمل خاک زیر پی پرداخته می‌‌شود و در نهایت مدل مناسب و ساده‌شده‌ای جهت مدل‌سازی اندرکنش خاک - سازه در کاربردهای مهندسی ارائه می‌شود. برای رسیدن به این هدف چند سازه به صورت سه بعدی در محیط OpenSees مدل شدند. سپس از خروجی عکس‌العمل محیط خاک و فونداسیون سازه برای تخمین سختی محیط خاک و فونداسیونن و استخراج روابط مهندسی ساده‌شده استفاده شده است.

کلیدواژه‌ها

• اندرکنش خاک-سازه
• مدل وینکلر
• بستر الاستیک
• بستر دوپارامتری
• سختی خاک زیر پی

موضوعات

• مهندسی عمران-مکانیک خاک و پی

عنوان مقاله [English]

The suggestion of soil stiffness relationship under foundation to consider soil-structure interaction

نویسندگان [English]

• Morvarid Hajian ¹
• Reza Attarnejad ²

¹ School of civil engineering, University of Tehran

² School of civil engineering, University of Tehran

چکیده [English]

The soil-structure interaction is one of the most important challenges in structural design that can significantly change the seismic response of structures. . During an earthquake, the behavior of the soil under the structure plays an important role in the response of the structure and affects the dynamic characteristics of the structure. Therefore, there is a need for more accurate modeling of the soil environment in special structures. In engineering applications, the soil is often not modeled and its important effects are neglected, due to the unlimited nature of the soil environment and its modeling is more complicated than the structure modeling. There are different methods for modeling the soil-structure interaction phenomenon. One of the most popular methods is the method of beam on the elastic foundation. This method is based on the Winkler model, which is widely used in the design codes, but does not accurately show the changes in soil stiffness along the length of the foundation. Therefore, in the present article, the reaction of the soil under the foundation is investigated, and finally, a suitable and simplified model is presented for modeling the soil-structure interaction in engineering applications.

To achieve this goal, several structures were modeled in 3D in the OpenSees environment. Then, the output of the reaction of the soil environment and the foundation of the structure has been used to estimate the hardness of the soil environment and foundation and extract simplified engineering relations

کلیدواژه‌ها [English]

• Soil-structure interaction
• winkler model
• beam on elastic foundation
• strip foundation
• soil stiffness