فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

بررسی دقت روش میانگین‌گیری در تخمین تحریک ورودی به پی با در نظر گرفتن اثر تماس ناکامل در دیواره‌ها با خاک اطراف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مسعود طاهری 1
حسین جهانخواه 2
پوران فلاح زاده فراشاهی 3
1 دانشجوی دکتری، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران
2 استادیار، پژوهشکده ژئوتکنیک، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران
3 دانش‌آموخته دکتری، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران
10.48303/bese.2022.548337.1058
چکیده
محاسبه حرکت ورودی به فونداسیون در اثر اندرکنش سختی­ محور یکی از مسائل چالش‌برانگیز در مبحث اندرکنش خاک- سازه می­ باشد که با دشواری‌های محاسباتی همراه است. جهت فائق آمدن بر این دشواری‌ها، رویکردهای تقریبی در گذشته‌ ارائه شده است که مبنای روابط آیین‌نامه‌های طراحی و ارزیابی قرار گرفته است. روش میانگین ­گیری یکی از روش­ های تقریبی مرسوم برای محاسبه مؤلفه جابه‌جایی افقی و چرخشی وارد به پی است که مورد استفاده مهندسان طراح سازه می­ باشد. در گذشته تقریب قابل قبول این‌روش در برآورد حرکت ورودی پی‌های دارای تماس کامل با محیط اطراف مورد تأیید محققین قرار گرفته است. لیکن صحت این‌رویکرد در حالت تماس ناکامل فونداسیون با خاک اطراف تاکنون مورد بررسی قرار نگرفته است. این در حالی است که در بسیاری از رویکردهای اجرای سازه‌ها، عدم تماس دیواره‌های فونداسیون با محیط اطراف اجتناب‌ناپذیر است. در تحقیق حاضر، میزان دقت این‌ روش در برآورد حرکت ورودی به پی‌های عمیقی که دیواره­هایش با خاک اطراف تماس کامل ندارد، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که نه‌تنها روش مذکور تقریبی نزدیک 30 درصد در پیش ­بینی اندازه مؤلفه افقی حرکت‌ ورودی به فونداسیون دارد بلکه در برخی حالات مؤلفه‌های چرخشی ورودی تا 100 درصد خطا وجود دارد و این مؤلفه‌ها به‌کلی نادیده انگاشته ­می‌شود.
کلیدواژه‌ها
اندرکنش خاک- سازه
اندرکنش سختی‌محور
حرکت میدان آزاد زمین
سطح تماس ناکامل
موضوعات
  1. Iguchi, M. (1982) An approximate analysis of input motions for rigid embedded foundations. Transactions of the Architectural Institute of Japan, 315, 61-75.
  2. Iguchi, M. (1984) Earthquake response of embedded foundation to SH and SV wave. Proceedings of 8th World Conference on Earthquake Engineering, San Francisco (CA), 1082-1088.
  3. Luco, J.E. (1986) On the relation between radiation and scattering problems for foundations embedded in an elastic half-space. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 5(2), 97-101.
  4. Kurimoto, O. and Iguchi, M. (1995) Evaluation of foundation input motions based on observed seismic waves. Journal of Structural and Construction Engineering. Transactions of AIJ, 472, 67-74.
  5. Kurimoto, O. and Seki, T. (1995) A simple method for evaluating dynamic characteristics of partially embedded foundation. Journal of Structural and Construction Engineering. Transactions of AIJ, 486, 19-26.
  6. Wen, X. and Fukuwa, N. (2006) The effects of adjacent building on soil-structure interaction. Journal of Structural and Construction Engineering. Transactions of AIJ, No.600, 97-105 (in Japanese).
  7. Mori, M., et al. (2008) Effects of side and base elements of embedded spread foundations on dynamic soil-structure interaction and conventional estimation methods for soil springs by composing the impedance of each element. Journal of Structural and Construction Engineering. Transactions of AIJ, 626, 535-542 (in Japanese).
  8. Tassoulas, J.L. (1981) Elements for the Numerical Analysis of Wave Motion in Layered Media (Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology).
  9. Fukuzawa, R., Chiba, O., and Tohdo, M. (1985) Seismic response analysis of BWR buildings with embedded foundation.
  10. American Society of Civil Engineers (2017) Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and other Structures. American Society of Civil Engineers.
  11. American Society of Civil Engineers (2022) Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and other Structures. American Society of Civil Engineers.
  12. Veletsos, A.S. and Prasad, A.M. (1989) Seismic interaction of structures and soils. Journal of Structural Engineering (ASCE), 115(4), 935-956.
  13. Veletsos, A.S. and Prasad, A.M., and Wu, W.H. (1997) Transfer functions for rigid rectangular foundation. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 26, 5-17.
  14. Scanlan, R.H. (1976) Seismic wave effects on soil-structure interaction. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 4(4), 379-388.
  15. Mita, A. and Luco, J.E. (1987) Dynamic response of embedded: A Hybrid Approach. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 63, 233-259.
  16. Jahankhah, H. and Fallahzadeh Farashahi, P. (2017) The effect of foundation embedment on net horizontal foundation input motion: the case of strip foundation with incomplete contact to nearby medium. Soil Dyn. Earthq. Eng., 96, 35-48.
  17. Jahankhah, H. and Taheri, M. (2021) Incomplete soil‐foundation contact and foundation input motion: From numerical analysis to field evidence. Earthquake Engineering & Structural Dynamics.
  18. Iguchi, M. (2001) On effective input motions: Observations and simulation analyses. The 2nd UJNR Workshop on Soil-Structure Interaction, Tsukuba, Japan.
  19. Mori, M., Fukuwa, N., Tobita, J., and Suzuki, T. (2012) Simplified evaluation methods for impedance and foundation input motion of embedded foundation. of the 15th World Conf. on Earthquake Engineering, Lisbon.
  20. Kuhlemeyer, R.L. and Lysmer, J. (1973) Finite element method accuracy for wave propagation problem. Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, 99(SM5), 421-427.
  21. Kausel, E., Whitman, R.V., Morray, J.P., and Elsabb, F. (1978) Effects of horizontally travelling waves in soil-structure interaction. Nucl. Eng. Des., 48, 377-92.
  22. Bazant, Z.P. (1978) Spurious reflection of elastic waves in nonuniform finite element grids. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 16(1), 91-100.
  23. Mita, A. and Luco, J.E. (1989) Impedance functions and input motions for embedded square foundations. Journal of Geotechnical Engineering, 115(4), 491-503.

  • تاریخ دریافت 17 بهمن 1400
  • تاریخ بازنگری 21 فروردین 1401
  • تاریخ پذیرش 31 فروردین 1401