EFFECTS OF SOIL-STRUCTURE INTERACTION AND BASE ISOLATION ON SEISMIC PERFORMANCE OF FOUNDATION SOILS

ABSTRACT

This study primarily focuses on structural induced liquefaction potential. Moreover, the effect of base isolation systems on both structural performance and liquefaction potential was studied including the soil-structure interaction effects. Four different types of structures and three different types of local sites were analyzed under two different input ground motions. It was mainly found that, depending on the structural type and for a certain depth, the liquefaction potential could be higher under the structure than the one in the free field. Besides decreasing the story drifts and shear forces in the structure, base isolation systems were very effective for decreasing liquefaction potential in the soil. It was also observed that soil-structure interaction leads to very significant changes in the response spectra.

INTRODUCTION

The current state of the practice in assessing the potential for liquefaction beneath a structure is to treat the soil as if it were in the free-field and ignore any effects of the building. This practice has developedsince it is  believed to be a conservative approach and easy to perform. However it was observed, after recent  earthquakes (e.g. Kobe, 1995 and Kocaeli, 1999), that there could be no signs of liquefaction in the free-field but once one gets closer to foundation, structure-induced liquefaction could be observed. According to  Rollins and Seed, 1990, liquefaction occurs below the building before it occurs in the free field for (Sa/amax) ratios greater than about 2.4 which basically means the buildings with a period between 0.1 and 0.5 sec.  Liquefaction potential of free-field soils is different than those ones under structures mainly due to variability in stress conditions these soils are subjected to. The effects of structure can be seen on cyclic stress ratio, a  measure of soil liquefaction demand, in foundation soils from different aspects.  An overview of the effects of soil performance on the structural performance during the Kocaeli Earthquake, 1999 was given by Bakir et al. (2002) and Sancio et al. (2002)  During an earthquake, foundation soils filter and transmit the shaking to the building and at the same time it has the role of bearing the building vibrations and transmitting them back to the depths of the ground. In other words the ground and the building interact with each other.

چکیده

این مطالعه به طور عمده بر روی پتانسیل مایع سازی القا شده ساختاری تمرکز دارد. علاوه بر این، اثر سیستم های جداسازی پایه بر روی عملکرد ساختاری و پتانسیل مایع شدن، از جمله اثرات متقابل ساختار خاک بررسی شد. چهار نوع مختلف سازه و سه نوع مختلف سایت های محلی تحت دو حرکت مختلف زمین ورودی مورد بررسی قرار گرفت. به طور عمده کشف شد که بسته به نوع ساختاری و عمق خاص، پتانسیل مایع شدن می تواند در زیر ساختار بالاتر باشد. علاوه بر کاهش ریزش داستان و نیروهای برشی در ساختار، سیستم های جداسازی پایه برای کاهش پتانسیل مایع شدن در خاک بسیار موثر بودند. همچنین مشاهده شد که تعامل ساختار خاک منجر به تغییرات بسیار مهمی در طیف پاسخ می شود.

مقدمه

وضعیت کنونی این عمل در ارزیابی پتانسیل مایع سازی زیر ساختار این است که خاک را مانند آن که در ناحیه آزاد قرار دارد و به هرگونه اثرات ساختمان نادیده بگیرد، کنترل می کند. این عمل از زمانی آغاز شده است که به نظر می رسد رویکرد محافظه کارانه و آسان برای انجام آن است. با این وجود پس از زلزله اخیر (به عنوان مثال کوبه، 1995 و Kocaeli، 1999) مشاهده شد که هیچ نشانه ای از مایع سازی در حوزه آزاد وجود ندارد، اما هنگامی که یک فرد به پایه نزدیک می شود، مایع سازی ناشی از ساختار مشاهده می شود. با توجه به Rollins and Seed، 1990، مایع سازی زیر ساختمان قبل از آن در زمینه آزاد برای نسبت (Sa / amax) بیشتر از 2.4 اتفاق می افتد که عمدتا به معنای ساختمان هایی با دوره ای بین 0.1 و 0.5 ثانیه است. پتانسيل رواناب خاك هاي آزاد به طور معني داري به دليل تغيير در شرايط تنش در اين خاك ها متفاوت است. اثرات ساختار می تواند بر روی نسبت استرس سیکل، اندازه گیری تقاضای مایع شدن خاک، در خاک های پایه از جنبه های مختلف دیده شود. یک مرور کلی از اثرات عملکرد خاک بر عملکرد سازه در طی زلزله کوکائلی در سال 1999 توسط Bakir و همکارانش ارائه شده است. (2002) و Sancio و همکاران. (2002) در طول زلزله، خاک های پایه فیلتر کردن و انتقال تکان دادن به ساختمان و در عین حال نقش تحمل ارتعاشات ساختمان و انتقال آنها را به عمق زمین است. به عبارت دیگر زمین و ساختمان با یکدیگر در ارتباط هستند.

Year: 2010

Publisher : 4th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering

By :  Serdar SOYOZ , K. Onder CETIN , Haluk SUCUOGLU

File Information: English Language/ 11 Page / size: 167 KB

Download

سال : 1389

ناشر : چهارمین کنفرانس بین المللی مهندسی ژئوتکنیک زلزله

کاری از : سردار صویز، ک. اوندر CETIN، هالوک SUCUOGLU

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 11 صفحه / حجم : KB 167

لینک دانلود