A simplified Nonlinear Sway-Rocking model for evaluation of seismic response of structures on shallow foundations

توضیحات

ABSTRACT

This paper presents a simplified Nonlinear Sway-Rocking model as a preliminary design tool for seismic soil-structure interaction analysis. The proposed model is intended to capture the nonlinear loaddisplacement  response of shallow foundations during strong earthquake events where foundation bearing capacity is fully mobilised. Emphasis is given to heavily-loaded structures resting on a saturated clay half-space. The variation of soil stiffness and strength with depth, referred to as soil non-homogeneity, is considered in the model.  Although independent springs are utilised for each of the swaying and rocking motions, coupling between these motions is taken into account by expressing the loaddisplacement relations as functions of the factor of safety against vertical bearing capacity failure (FSv) and the moment-to-shear ratio (M/H). The simplified  model has been calibrated and validated against results from a series of static push-over and dynamic  analyses performed using a more rigorous finitedifference numerical model. Despite some limitations of the current implementation, the concept of this model gives engineers more degrees of freedom in defining their own model components, providing a good balance between simplicity, flexibility and accuracy.

INTRODUCTION

During the past decade, the interest in the topic of seismic SoilStructure Interaction (SSI) has seen a gradual shift from the superstructure to the foundation soil. Recent research studies on SSI have shown reduced seismic ductility demands of structures due to nonlinearity that arises mainly from the mobilisation of the ultimate capacity and the uplifting response of shallow foundations. These studies have mainly focused on stiff slender structures on small foundations, such as shear walls , bridge piers , and framed structures supported by spread footings. It has been found that the lifting off of one side of the footing not only results in geometric nonlinearity at the soil-footing interface, but causes yielding of soil on the other side, which in turn increases the uplift. Allowing mobilisation of the foundation bearing capacity through soil yielding and foundation uplifting limits the maximum loads that can act on the superstructure, and also leads to a  considerable amount of energy dissipation due to the hysteretic damping in the soil .

چکیده

در این مقاله یک مدل غير خطی غواصی-غواصی ساده به عنوان یک ابزار طراحی اولیه برای تجزیه و تحلیل اثر متقابل لرزه خاك-ساختاری ارائه شده است. مدل پیشنهادی در نظر گرفته شده است تا پاسخ های بارگذاری نشده غیرخطی پایه های کم عمق را در حوادث زلزله ای قوی که در آن ظرفیت بنیادی بارگیری به طور کامل بسیج می شود، ترسیم شود. تاکید بر ساختارهای سنگین که بر روی نیم نیمرسانۀ خاکستری اشباع شده است، تأکید می شود. تنوع سختی خاک و قدرت با عمق، که به عنوان عدم همگن خاک شناخته می شود، در مدل در نظر گرفته شده است. اگر چه چشمه های مستقل برای هر یک از حرکات نوسان و چرخشی استفاده می شود، اتصال بین این حرکات با بیان روابط بار جابجایی به عنوان توابع عامل ایمنی نسبت به شکست عمودی بلبرینگ (FSV) و نسبت لحظه به برش (M / H). مدل ساده شده براساس نتایج سری از تحلیلی استاتیک پرش و پویا با استفاده از یک مدل عددی دقیق تر به کار رفته، کالیبراسیون و اعتبار داده شده است. با وجود برخی از محدودیت های اجرای فعلی، مفهوم این مدل مهندسان درجه آزادی بیشتری را در تعریف اجزای مدل خود ارائه می دهد و تعادل خوبی را بین سادگی، انعطاف پذیری و دقت ایجاد می کند.

مقدمه

در دهه گذشته، علاقه به موضوع تعاملات لرزه ای زمین (SSI)، تغییرات تدریجی از روبنا به زمین پایه را دیده است. مطالعات اخیر در مورد SSI نشان می دهد که تقاضای ساختار لرزه ای سازه ها به علت غیرخطی بودن است که به طور عمده از بسیج ظرفیت نهایی و پاسخ بلندپروازانه پایه های کم عمق حاصل شده است. این مطالعات عمدتا بر ساختارهای باریک سخت بر پایه های کوچک تمرکز می کنند، مانند دیوارهای برشی، پل ها و سازه های قاب که توسط پایه های گسترده پشتیبانی می شوند. یافته شده است که برداشتن یک طرفه از پایه نه تنها باعث عدم غیر خطی هندسی در رابط کاربری پایه خاک می شود، بلکه باعث می شود که خاک در طرف دیگر قرار بگیرد، که به نوبه خود باعث افزایش انقباض می شود. اجازه می دهد تا بسیج ظرفیت بنیاد بتن از طریق تثبیت خاک و بنیاد افزایش بار حداکثر که می تواند بر روی ساختار فوق العاده ای عمل کند، و نیز منجر به مقدار قابل توجهی از انحلال انرژی به علت سقوط هیسترتی در خاک می شود.

Year: 2015

Publisher : ELSEVIER

By : Yang Lu , Alec M. Marshall , Iman Hajirasouliha

File Information: English Language/ 13 Page / size: 5.01 KB

Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart

Download tutorial

سال : 1394

ناشر : ELSEVIER

کاری از : یانگ لو، Alec M. Marshall، Iman Hajirasouliha

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 13 صفحه / حجم : KB 5.01

فقط اعضای سایت پس از ثبت نام و اضافه کردن به سبد خرید می توانند دانلود رایگان کنند.خوشحال می شویم به ما پبیوندید

آموزش دانلود