بررسی عددی عملکرد پایه اصطکاکی دو یا چند لایه
با در نظرگیری اثر مؤلفه قائم زلزله
مجری پروژه:
مجید محمدی
همکاران:
مجید کاشانی – مرتضی کیانیان
چکیده
وجود لایه های لغزان در زیر برخی از ساختمانهای تاریخی نشان می دهد که این لایه ها در سالم ماندن و کاهش شتاب وارد به آنها در زلزله های گذشته مؤثر بوده اند. مطالعات انجام شده بر روی پی لغزان با این فرض انجام شده که پی مزبور تنها یک لایه لغزان دارد و از اثر مؤلفه قائم نیز در بیشتر این تحقیقات صرف نظر و یا به صورت بسیار مختصر بررسی شده است. بدیهی است در صورت حذف اثر مؤلفه قائم زلزله، رفتار پی دارای یک و چند لایه لغزان کاملاً مشابه یکدیگر خواهد شد.
این تحقیق به منظور بررسی اثر مؤلفه قائم زلزله بر پی لغزان یک و چند لایه انجام و برای تمرکز بیشتر روی اثر آنها و به دلیل پیچیدگی روابط دینامیکی حاکم بر رفتار لایه های مختلف، فرض شده که روی پی های مورد بررسی تنها یک بلوک صلب (نمونه ساختمان کوتاه آجری) قرار دارد. ملاک ارزیابی عملکرد پی نیز شتاب وارد بر این بلوک و میزان لغزش آن از روی زمین در نظر گرفته شده است. در این تحقیق، اثر عوامل متعددی چون جداشدگی لایه های پی، ضریب اصطکاک و ضریب جهندگی مورد توجه قرار گرفته اند. برای انجام بررسیها برنامه ای در محیط MATLAB نوشته شد.
نتایج به دست آمده نشان داد:
– اثر مؤلفه قائم زلزله قابل صرف نظر نیست و تأثیر بسیار زیادی بر شتاب انتقال یافته به سازه دارد؛
– در پی های مذکور وجود ضریب جهندگی در حالتی که مقدار شتاب حداکثر قائم در جهت ثقل از مقدار شتاب ثقل زمین بیشتر باشد، در کاهش شتاب وارد به بلوک بسیار مؤثر است و هر چه تعداد لایه های پی بیشتر باشد، این تأثیر زیادتر خواهد بود (لازم به ذکر است که با توجه به فراوانی گسل در مناطق مختلف کشور، هر ساختمان را می توان تحت مخاطره زلزله حوزه نزدیک دانست که در آن احتمال وقوع زلزله شدید با مؤلفه قائم بزرگتر از g وجود دارد)؛
– در زلزله های حوزه دور، اگر چه پاسخ طیفی شتاب وارد بر سازه روی پی دارای چند لایه لغزان از سازه روی پی دارای یک لایه لغزان کمتر است، ولی این کاهش کمتر از حالات مربوط به زلزله حوزه نزدیک دارای مؤلفه قائم قوی است.
واژه‌های کلیدی
پی، لایه لغزان، مؤلفه قائم زلزله، ضریب جهندگی، ضریب اصطکاک
Numerical Investigation on the Behavior of Multilayer Frictional Bases
Authors:M.Mohammadi,M.kashani,M.kiyaniyan
Abstract
Some ancient structures were built on layered rocks. Their health after a long time, in spite of having the experience of many large historical earthquakes, shows efficiency of such layers in reducing the acceleration applied to the structure. Previous researches on frictional bases were mainly on just one sliding layer foundation in which the influence of vertical earthquake component was ignored or primitively investigated. The foundations with one or many sliding layers behave similarly, when the vertical earthquake acceleration is ignored, however they are quite different in real earthquakes.
In this research, behavior of single or multi sliding layer foundation is studied, regarding the influence of vertical component of earthquakes. The results show that this component is effective and cannot be ignored in the analyses. In order to concentrate on the behavior of such foundations and to reduce complication of the governing formula, it is assumed that the building on the foundation behaves as a rigid block, e.g. it can be a small masonry building. The research contains the influences of coefficient of friction and restitution factor of the layers as well. A code has been prepared by MATLAB for the analyses.
The results show that the effect of earthquake vertical component is very important and cannot be ignored. In sliding layer foundations, specially with multi layers, the restitution factor is highly effective in reducing the acceleration applied to the structure, in earthquakes with great vertical component. It is worth noting that Iranian structures can be considered in the near field with great vertical acceleration, regarding abundance and diffusion of the faults. For other earthquake records, with low vertical PGAs, multilayer foundation is more effective than single layer base, however not as it was in near field earthquakes.
Keywords:
Foundation, Sliding Layer, Vertical Component of Earthquake, Restitution Factor.
بررسی عددی عملکرد پایه اصطکاکی دو یا چند لایه با در نظرگیری اثر مؤلفه قائم زلزله
/در نشریات /توسط adminبا در نظرگیری اثر مؤلفه قائم زلزله
مجید محمدی
مجید کاشانی – مرتضی کیانیان
چکیده
این تحقیق به منظور بررسی اثر مؤلفه قائم زلزله بر پی لغزان یک و چند لایه انجام و برای تمرکز بیشتر روی اثر آنها و به دلیل پیچیدگی روابط دینامیکی حاکم بر رفتار لایه های مختلف، فرض شده که روی پی های مورد بررسی تنها یک بلوک صلب (نمونه ساختمان کوتاه آجری) قرار دارد. ملاک ارزیابی عملکرد پی نیز شتاب وارد بر این بلوک و میزان لغزش آن از روی زمین در نظر گرفته شده است. در این تحقیق، اثر عوامل متعددی چون جداشدگی لایه های پی، ضریب اصطکاک و ضریب جهندگی مورد توجه قرار گرفته اند. برای انجام بررسیها برنامه ای در محیط MATLAB نوشته شد.
نتایج به دست آمده نشان داد:
– اثر مؤلفه قائم زلزله قابل صرف نظر نیست و تأثیر بسیار زیادی بر شتاب انتقال یافته به سازه دارد؛
– در پی های مذکور وجود ضریب جهندگی در حالتی که مقدار شتاب حداکثر قائم در جهت ثقل از مقدار شتاب ثقل زمین بیشتر باشد، در کاهش شتاب وارد به بلوک بسیار مؤثر است و هر چه تعداد لایه های پی بیشتر باشد، این تأثیر زیادتر خواهد بود (لازم به ذکر است که با توجه به فراوانی گسل در مناطق مختلف کشور، هر ساختمان را می توان تحت مخاطره زلزله حوزه نزدیک دانست که در آن احتمال وقوع زلزله شدید با مؤلفه قائم بزرگتر از g وجود دارد)؛
– در زلزله های حوزه دور، اگر چه پاسخ طیفی شتاب وارد بر سازه روی پی دارای چند لایه لغزان از سازه روی پی دارای یک لایه لغزان کمتر است، ولی این کاهش کمتر از حالات مربوط به زلزله حوزه نزدیک دارای مؤلفه قائم قوی است.
واژه‌های کلیدی
پی، لایه لغزان، مؤلفه قائم زلزله، ضریب جهندگی، ضریب اصطکاک
Authors:M.Mohammadi,M.kashani,M.kiyaniyan
Abstract
In this research, behavior of single or multi sliding layer foundation is studied, regarding the influence of vertical component of earthquakes. The results show that this component is effective and cannot be ignored in the analyses. In order to concentrate on the behavior of such foundations and to reduce complication of the governing formula, it is assumed that the building on the foundation behaves as a rigid block, e.g. it can be a small masonry building. The research contains the influences of coefficient of friction and restitution factor of the layers as well. A code has been prepared by MATLAB for the analyses.
The results show that the effect of earthquake vertical component is very important and cannot be ignored. In sliding layer foundations, specially with multi layers, the restitution factor is highly effective in reducing the acceleration applied to the structure, in earthquakes with great vertical component. It is worth noting that Iranian structures can be considered in the near field with great vertical acceleration, regarding abundance and diffusion of the faults. For other earthquake records, with low vertical PGAs, multilayer foundation is more effective than single layer base, however not as it was in near field earthquakes.
Keywords: