Title of article :
Employing Foundation Nonlinearity to Mitigate Seismic Demand in Superstructure
Author/Authors :
Gheyratmand, C Department of Civil Engineering - Faculty of Engineering - Urmia University
Abstract :
Because of difficulty in inspection and retrofit of foundation in comparison with other elements, the common design philosophy is to avoid any nonlinear deformation in the foundation. This paper shows that by employing controlled foundation nonlinearity, in predetermined sections with arrangements for inspection and retrofit, it is possible to reduce seismic demand on superstructure. Localizing nonlinear deformation to pre-specified zones in the foundation, it is possible to avoid wide spread nonlinear deformation across various members in the superstructure in the case of strong ground motions. To evaluate the efficiency of the proposed model, the response of steel braced frames is examined on rigid foundation, rocking elastic foundation and finally on rocking foundation with controlled nonlinear deformation. Results show that while rocking could be used to protect the superstructure elements from possible overloading during large earthquakes for low-rise structures; it has no remarkable effect on the response of high-rise structures. However, the proposed model with nonlinearity in the foundation could be used in both cases (low-rise and high-rise structures) to effectively control the response of structure.
Farsi abstract :
به دليل صعوبت هاي عملي مقاوم سازي فونداسيون در مقايسه با ساير المان هاي سازه اي، فلسفه كلي طراحي بر مبناي عدم ايجاد تغييرشكل هاي غيرخطي در فونداسيون استوار است. مقاله حاضر نشان مي دهد كه با لحاظ كردن تغييرشكل هاي غيرخطي كنترل شده در فونداسيون و با در نظر گرفتن مقاطع زماني از پيش تعيين شده براي بازديد و مقاوم سازي، امكان كاهش تقاضاي لرزه اي در رو سازه بوجود خواهد آمد. متمركز سازي تغييرشكل هاي غيرخطي در نواحي از پيش تعين شده فونداسيون، مانع گسترش تغييرشكل هاي غيرخطي در المان هاي رو سازه در هنگام مواجه با زلزله هاي قوي خواهد شد. براي ارزيابي كارآيي مدل پيشنهاد شده در اين تحقيق، پاسخ هاي لرزه اي قاب هاي مهاربندي شده فولادي قرار داده شده بر روي فونداسيون صلب، فونداسيون الاستيك داراي حركت گهواره اي، و فونداسيون با امكان ايجاد تغييرشكل هاي غيرخطي كنترل شده داراي حركت گهواره اي مورد بررسي قرار مي گيرند. نتايج نشان دادند درحاليكه حركت گهواره اي مي تواند در سازه هاي كوتاه مرتبه مانع افزايش نيروهاي لرزهاي المان هاي رو سازه شود، در سازه هاي بلند مرتبه اثر چنداني ير پاسخ هاي لرزه اي سازه ندارد. هرچند مدل پيشنهادي قابليت كاربرد در هردو حالت فوق الذكر را دارا مي باشد
Keywords :
rocking , nonlinear deformation , steel braced frames
Journal title :
Astroparticle Physics