وبلاگ

 
 
1-1-بیان مساله
 
در اثر اعمال نیروی دینامیکی به سازه، بین ساختمان و خاک زیر آن یک اندرکنش دینامیکی اتفاق می­افتد­. در حالتی که خاک نسبتاً نرم و سازه سخت باشد، این اثر بیشتر می­ شود. زمانی­که امواج منتشر شده حاصل از نیروهای دینامیکی، به سازه وارد می­شوند، حرکت امواج در خاک، سازه را تحریک می­ کند و به واسطه حرکت نسبی سازه نسبت به زمین، تغییر مکان­های سازه روی تغییر مکان­های محرک خاک اثر می­گذارند. این پدیده، اندرکنش خاک و سازه نامیده می­ شود.
گزارش­های متعدد خسارات لرزه­ای سازه‌ها از یک سو و نتایج تحقیقات تجربی-تحلیلی، از سوی دیگر نشان می­ دهند که اثرات اندرکنش خاک و سازه می ­تواند عامل مؤثری در آسیب‌پذیری لرزه­ای سازه‌ها باشد. نمونه بارز این اثرات در زلزله سال 1985 مکزیک نمایان شد. در

 این زلزله، علاوه بر اثرات

ساخت­گاهی، وجود لایه خاک نرم روی بستر سنگی باعث اندرکنش شدید خاک و سازه گردید، به طوری که ساختمان­های با پریود ارتعاشی حدود دو ثانیه به شدت خسارت دیده و یا منهدم شدند. به عقیده بسیاری از محققین، این زلزله نقش و اهمیت در نظر گرفتن اندرکنش خاک و سازه در طراحی را بیش از پیش نشان داد. بعد از وقوع این زلزله بود که تحقیقات گسترده­ای در این خصوص به عمل آمد و اثرات اندرکنش خاک و سازه در ضوابط آئین نامه­ای طرح لرزه­ای، منعکس گردید.
در تحلیل اندرکنش خاک و سازه، کل محیط مطابق شکل 1-1 به دو ناحیه تقسیم می­ شود. ناحیه اول که اصطلاحاً ناحیه نامنظم (ناحیه محدود)، نامیده می­ شود و شامل مجموعه سازه اصلی و ناحیه نامنظم خاک مجاور آن می باشد. در این ناحیه رفتار خاک را می­توان غیرخطی فرض نمود. ابعاد این ناحیه از اهمیت خاصی برخوردار است و ارتباط مستقیمی با نوع مسئله دارد. به عنوان مثال برای مسائل ژئوفیزیک که به بررسی و شبیه سازی حرکت زمین تحت تأثیر امواج زلزله و امواج ناشی از انفجارهای اتمی می­پردازند، این ناحیه دامنه وسیعی را در بر می­گیرد و برای یک مسئله اندرکنش سازه با خاک مجاور آن، این ناحیه کوچک در نظر گرفته می­ شود. ناحیه دوم که ناحیه منظم (ناحیه نامحدود)، نامیده می­ شود، از مجاورت ناحیه نامنظم شروع شده و تا مرز بی­نهایت ادامه دارد. با افزایش فاصله از سازه، دامنه تنش­ها کاهش می­یابد، بنابراین رفتار خاک در این ناحیه را می­توان خطی در نظر گرفت. به سطح مشترک دو ناحیه، سطح مشترک خاک و سازه گفته می­ شود.