Abstract




 
   

IJE TRANSACTIONS A: Basics Vol. 30, No. 10 (October 2017) 1443-1450    Article in Press

PDF URL: http://www.ije.ir/Vol30/No10/A/4-2617.pdf  
downloaded Downloaded: 114   viewed Viewed: 1191

  SOFT SOIL SEISMIC DESIGN SPECTRA INCLUDING SOIL-STRUCTURE INTERACTION
 
F. Behnamfar and A. Fathollahi
 
( Received: January 11, 2017 – Accepted in Revised Form: July 07, 2017 )
 
 

Abstract    Design spectrum is known as an essential tool in earthquake engineering for calculation of maximum (design) responses in a structural system. Soil-structure interaction (SSI), as a phenomenon of coupling of responses of a structure and its underlying soil, was explored after introduction of design spectra and has not been taken into account in developing a design spectrum traditionally. To consider the SSI automatically when doing a spectrum analysis, in this paper maximum response of a single degree of freedom system resting on a flexible base is determined under consistent earthquakes. Consistency of earthquakes is maintained by considering their magnitude, distance, local soil type, and return period. The latter parameter is accounted by the use of earthquake categories identified by their similar spectral values at short periods. Different types of soils and two categories of earthquakes regarding their distance, being near field and far field, are considered. The results are presented as smoothed design spectra. It is shown that SSI alters the response acceleration of buildings having up to about 10 stories and is ineffective for the rest. It has an increasing effect for the response acceleration of buildings up to about 5 stories.

 

Keywords    design spectrum, soil-structure interaction, earthquake record, dynamic analysis.

 

چکیده    طیف طراحی به عنوان یک ابزار ضروری در مهندسی زلزله برای محاسبه حداکثر (طراحی) پاسخ در یک سیستم سازه ای شناخته شده است. اندرکنش خاک و سازه (SSI)، به عنوان یک پدیده ترکیب واکنش های یک سازه و خاک زیر آن، پس از معرفی طیف های طراحی مورد بررسی قرار گرفت و در طراحی یک طیف طراحی به طور سنتی مورد توجه قرار نگرفت. برای در نظر گرفتن SSI به طور خودکار هنگام انجام یک تحلیل طیفی، در این مقاله، حداکثر پاسخ یک سیستم یک درجه آزادی که بر روی یک پی منعطف قرار دارد تحت زمین لرزه های همسان تعیین می شود. همسان کردن زمین لرزه ها با توجه به اندازه، فاصله، نوع خاک محلی و دوره بازگشت آنها تعیین می شود. پارامتر دیگر استفاده از زمین لرزه های طبقه بندی شده با مقادیر شتاب طیفی کوتاه مشابه می باشد.در این مطالعه انواع مختلف خاک و میدان دور و میدان نزدیک نیز در نظر گرفته شده است. نتایج به صورت طیف طراحی صاف ارائه می شوند.طیف های طراحی محاسبه شده نشان می دهد که SSI شتاب واکنش ساختمان هایی را که بیش 10 طبقه دارند تغییر می دهد و برای بقیه ناکارآمد است. اندرکنش خاک و سازه اثر فزاینده ای را برای شتاب واکنش ساختمان های بیش از 5 طبقه دارد.

References   

1.      "Minimum design loads for buildings and other structures", in American Society of Civil Engineers (ASCE),   ASCE/SEI 7-16, Reston, Virginia 20191. (2016).

2.      Wolf, J., "Dynamic soil-structure interaction, Prentice Hall, Inc.,  (1985).

3.      Program, N.E.H.R., Council, B.S.S. and Agency, U.S.F.E.M., "Nehrp recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures, Building Seismic Safety Council,  (2001).

4.      Engineers, A.S.o.C., "Seismic rehabilitation of existing buildings, ASCE Publications,  Vol. 41,  (2013).

5.      Mulliken, J.S. and Karabalis, D.L., "Discrete model for dynamic through‐the‐soil coupling of 3‐d foundations and structures", Earthquake Engineering & Structural Dynamics,  Vol. 27, No. 7, (1998), 687-710.

6.      Baker, J.W., "Conditional mean spectrum: Tool for ground-motion selection", Journal of Structural Engineering,  Vol. 137, No. 3, (2010), 322-331.

7.      PEER, N., "Database. The pacific earthquake engineering research center", University of California at Berkeley,  (2014).

8.               Kramer, S.L., "Geotechnical earthquake engineering prentice hall", New York,  (1996).


Download PDF 



International Journal of Engineering
E-mail: office@ije.ir
Web Site: http://www.ije.ir