محاسبه فنر دینامیکی خاک با استفاده از آزمون ارتعاش اجباری سازه
در صورت قراردادن دستگاه لرزه در طبقه فوقانی(RF) و تحتانی(1F) و همچنین قرار دادن سنسور های اندازه گیری (افقی و قائم) در طبقات و انجام آزمون لرزه به طور مستقل برای هر یک از این موقعیت ها، و با در دست داشتن جرم(m) و اینرسی جرمی(I) هر طبقه می توان فنر دینامیکی خاک را جهت انتقال(Khh) ( در جهت ارتعاش) و دوران(Krr) بدست آورد. در صورت انجام هر دو ارتعاش (فوقانی و تحتانی) میتوان مقادیر غیر قطری ماتریس سختی خاک (Khr) را نیز بدست آورد.
مقادیر فنر دینامکی خاک از رابطه ذیل قابل محاسبه می باشند (در حالت 2 ارتعاش فوقانی و تحتانی)
fQ و fM به ترتیب نیروی برشی و لنگر خمشی در زیر پی ناشی از ارتعاش اجباری در موقعیت f می باشند که از رابطه ذیل بدست می آید:
که در این روابط:
f P : نیروی ارتعاش اجباری در ارتعاش موقعیت f که برابر واحد می باشد
fu : میانگین تغییر مکان (پاسخ) در طبقه j در ارتعاش موقعیت f
mj , Ij : جرم و ممان ایرنسی جرمی در طبقه j
Hj : ارتفاع طبقه j از زیر پی
fu0 , fθ0 : میانگین تغییر مکان انتقالی و دورانی در زیر پی در ارتعاش موقعیت f
ω : فرکانس دورانی ارتعاش
لازم به توضیح است در صورت انجام آزمون لرزه فقط در یکی از موقعیت های بالا و یا پایین ساختمان، امکان بدست آوردن مولفه غیر قطری ماتریس(Khr) فنر دینامیکی خاک نمی باشد.
