استفاده از ضرایب کاهش برای ارزیابی تقاضای شتاب سیستم های خاک- پی- سازه
چکیده
بارگذاری شتاب لرزه ای سازه های بنا شده روی خاک نرم، از طریق تحلیل های تاریخچه زمانی الاستیک عددی سیستم های خاک- پی- سازه (SFS) جفت شده (متصل)، بررسی و ضرایب کاهش مناسب برای تقاضای شتاب میدان آزاد جهت ارزیابی تقاضای شتاب در سیستم های SFS پیشنهاد شده است. ضرایب کاهش پیشنهادی، عبارتنداز: تقسیم تقاضای شتاب برای سیستم SFS جفت شده به تقاضای شتاب برای میدان آزاد، و پیشنهاد یک روش جایگزین برای محاسبه بارگذاری شتاب حقیقی با در نظرگرفتن اثرات اندرکنش. محاسن روش پیشنهادی عبارتنداز: 1) صحت، زیرا ضرایب کاهش نتیجه تحلیل های المان محدود عددی SFS جفت شده بوده و اثرات اندرکنش اینرسی و سینماتیکی را در نظر می گیرند، و2) عملی بودن، زیرا کاربری که تحلیل عددی المان محدود را اجرا نمی کند، می تواند از آن استفاده نماید. به علاوه، از روش مطرح شده می توان در سیستم هایی با جرم مهم (مثلاً سازه های پل) استفاده نمود. ضرایب کاهش شتاب پیشنهادی برحسب پارامترهای مهندسی بدون بعد، نظیر نسبت سختی خاک به سازه و نسبت دید سازه مطرح شده اند. صحت، کارایی، و عملی بودن روش پیشنهادی ازطریق کاربردش در یک سازه پل نوعی، روشن شده است. از آنجایی که سازه هایی با پی های سطحی مورد بررسی قرار گرفته اند، در نتیجه اندرکنش اینرسی عمدتاً بر تقاضای شتاب تاثیرمی گذارد. بنابراین، ضرایب کاهش پیشنهادی اثر مفید میرایی (دامپینگ) برساختمانها و پل ها را نشان داده و تعیین می نمایند، زیرا ماکزیمم شتاب متوسط در بالای سیستم SFS حقیقی می تواند به حدود 85- 55 درصد از تقاضای شتاب برای حرکت میدان آزاد کاهش یابد.
1. مقدمه
بارگذاری شتاب زلزله هر سازه ای به خصوصیات دینامیکی و همچنین حرکت پی بستگی دارد، که حرکت ورودی سازه محسوب می شود. برای ارزیابی بارگذاری شتاب لرزه ای (زمین لرزه) سازه هایی با پی های سطحی، روشهای موجود به شرح ذیل می باشد:
1) فرض کنید سازه پی ثابت در معرض حرکت میدان آزاد قرار گرفت. در این مورد، اثرات SSI کلاً نادیده گرفته شده است. با این حال، این روش معمولاً در شیوه طراحی لرزه ای استفاده شده است.
2) فرض کنید سازه پی انعطاف پذیر در معرض حرکت میدان آزاد قرار گرفت. در این مورد، اثرات اندرکنش اینرسی تنها بر خصوصیات دینامیکی سیستم (تغییر و اصلاح زمان بنیادی و میرایی) در نظر گرفته شده اند، در حالیکه اثرات اندرکنش اینرسی و سینماتیکی بر حرکت پی نادیده گرفته شده است (مثلاً [211]).
Abstract
The seismic acceleration loading of structures founded on compliant soil is investigated through numerical elastic time history analyses of coupled soil-foundation-structure (SFS) systems and appropriate reduction factors of acceleration demand for free-field to evaluate acceleration demand for the SFS systems are proposed. The proposed reduction factors are the division of the acceleration demand for the coupled SFS system over the acceleration demand for the free-field, and propose an alternative method to calculate the actual acceleration loading considering interaction effects. The advantages of the proposed methodology are i) its accuracy, as the reduction factors result from coupled SFS numerical finite element analyses and consider both inertial and kinematic interaction effects and ii) its practicality, as it can be applied by the user performing no finite element numerical analysis. Additionally, the presented methodology can be applied to systems with important mass (e.g. bridge structures). The proposed acceleration reduction factors are presented in terms of dimensionless engineering parameters such as soil to structure stiffness ratio and the structure's aspect ratio. The accuracy, efficiency, and practicality of the proposed methodology are highlighted through an application to a typical bridge structure. Because structures with surface foundations are examined, inertial interaction mainly affects the acceleration demand. Therefore, the proposed reduction factors clearly demonstrate and quantify the beneficial effect of damping on buildings and bridges, as the maximum average acceleration at the top of the actual SFS system can reduce to about 55–85% of the acceleration demand for the free-field motion.
1. Introduction
The earthquake acceleration loading of any structure depends on its dynamic properties, as well as on the foundation motion which is the input motion for the structure. To evaluate the seismic acceleration loading of structures having surface foundations, the available methods are the following:
i) Assume a fixed-base structure subjected to the free-field motion. In this case, SSI effects are totally ignored. Nevertheless, this methodology is conventionally used in seismic design practice.
ii) Assume a flexible-base structure subjected to free-field motion. In this way, inertial interaction effects are considered only on the system's dynamic properties (modification of fundamental period and damping), while the effects of inertial and kinematic interaction on foundation motion are ignored [e.g. [21]].
چکیده
1. مقدمه
2. پیکره بندی و مدلسازی عددی
3. تحلیل های پارامتری
4. رکوردهای زلزله
5. ضرایب کاهش برای برآورد تقاضای شتاب
6. مقایسه تقاضاهای شتاب با روش FEMA440
7. کاربرد در پایه پل
8. نتایج
ABSTRACT
1. Introduction
2. Configuration and numerical modelling
3. Parametric analyses
4. Earthquake records
5. Reduction factors to estimate acceleration demand
6. Comparison of acceleration demands with FEMA440 methodology
7. Application to a bridge pier
8. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه