Evaluation of Soil Structure Interaction Effects on Seismic Response of RC Framed Buildings Using Simplified Method

封面

如何引用文章

全文:

详细

In the current practice for the design of the building structure is done by considering the footing as fixed based. The mid-rise buildings having variation in storey height from 3- to 10-storey were selected for the research. In this research, analysis was done to study into the interaction between the seismic response of RC-framed buildings and the soil-structure for various soil types. To study the linear responses of the structures, the model was developed in FEM software SAP2000. The underneath soil was modelled by using direct method, where the soil is considered as solid element. The considered depth of soil was considered 30 m and the viscous spring dashpot were applied to avoid the reflection of seismic waves in soil medium along the effective horizontal soil boundaries. The seismic response variables such as maximum lateral deflection, inter-storey drift and fundamental time periods have been studied. SSI amplified the lateral deflection, inter-storey drift and time period of structure shifting the performance level from life safety to near collapse level. Fundamental time period of the first mode was increased by 23 % for very soft soil. The maximum lateral deflection of 10-storey building for very soft soil was amplified up to 282 % for Kobe and the performance level was shifted from life safety (1.5 %) to collapse level for all the considered model for soil type D . The performance level of structure was checked against the different soil types on varying storey height and finally a simplified method has been proposed to incorporate the effects of SSI in fixed base structures.

作者简介

Prakash Timilsina

Pokhara University

Email: prakashtimilsina108@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-5512-766X

M.Sc., Structural Engineering, School of Engineering

Pokhara, Federal Democratic Republic of Nepal

Chhabi Ghimire

Pokhara University

Email: chhabiusc@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-3626-7424

Assistant Professor, School of Engineering

Pokhara, Federal Democratic Republic of Nepal

Hemchandra Chaulagain

Pokhara University

编辑信件的主要联系方式.
Email: hchaulagain@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9483-5652

Ph.D., Associate Professor, School of Engineering

Pokhara, Federal Democratic Republic of Nepal

参考

  1. Dizhur D., Dhakal R.P., Bothara J., Ingham J.M. Building typologies and failure modes observed in the 2015 Gorkha (Nepal) earthquake. Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering. 2016;49:211-232.
  2. Tabatabaiefar H.R., Fatahi B., Samali B. Seismic behavior of building frames considering dynamic soil-structure interaction. International Journal Of Geomechanics. 2013;3(4):409-420. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000231
  3. Stewart J.P., Seed R.B., Fenves G.L. Seismic soil-structure interaction in buildings. I: Analytical methods. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 1999;125(1):26-37. https://doi.org/10.1061/(asce)1090-0241(1999)125:1(26)
  4. Tabatabaiefar H.R., Clifton T. Significance of considering soil-structure interaction effects on seismic design of unbraced building frames on soft soils. Australian Geomechanics. 2016;51(1):55-64.
  5. Tabatabaiefar S.H.R. Determining seismic response of mid-rise building frames considering dynamic soil-structure interaction. Phd Thesis University of Technology Sydney (UTS). Sydney, 2012.
  6. Ganainy H.E., Naggar M.E. Seismic performance of three-dimensional frame structures with underground stories. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2009;29(9):1249-1261. https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2009.02.003
  7. Wolf J.P. Soil-structure-interaction analysis in time domain. Nuclear Engineering and Design.1987;111;(3):381 https://doi.org/10.1016/0029-5493(89)90249-5
  8. Wolf J.P. Dynamic soil-structure interaction. Prentice Hall Publ.; 1985.
  9. Veletsos A.S., Meek J.W. Dynamic behaviour of building-foundation systems. Earthquake Engineering and Structural Dynamics. 1974;3:121-138. https://doi.org/10.1002/eqe.4290030203
  10. Asli S.J., Saffari H., Zahedi M.J., Saadatinezhad M. Comparing the performance of substructure and direct methods to estimate the effect of SSI on seismic response of mid-rise structures. International Journal of Geotechnical Engineering. 2019;15(1):81-94. https://doi.org/10.1080/19386362.2019.1597560
  11. Bohora P., Ghimire S. Analysis of Shallow Seismic Waves to determine geo-technical characterization of major earthquake affected sites of Kathmandu valley. Proceedings of IOE Graduate Conference. 2015:63-68.
  12. Gaha T.B., Bhusal B., Paudel S., Saru S. Investigation of ground response analysis for Kathmandu valley: a case study of Gorkha earthquake. Arabian Journal of Geosciences. 2022;15:1354. https://doi.org/10.1007/s12517-022-10597-2
  13. Raheem S.E.A., Ahmed M.M., Alazrak T.M.A. Evaluation of soil-foundation-structure interaction effects on seismic response demands of multi-story MRF buildings on raft foundations. International Journal of Advanced Structural Engineering. 2015;7:11-30. https://doi.org/10.1007/s40091-014-0078-x
  14. Ghosh W.S. Dynamic stress analysis of axisymmetric structures under arbitrary loading. University of California, 1971.
  15. Ouanani M., Tiliouine B. Effects of foundation soil stiffness on the 3-D modal characteristics and seismic response of a highway bridge. KSCE Journel of Civil Engineering. 2015;19:1009-1023. https://doi.org/10.1007/s12205-013-0435-5
  16. Jeremic B., Jie G., Preisig M., Tafazzoli N. Time domain simulation of soil-foundation-structure interaction in non-uniform soils. Earthquake Engineering & Structural Dynamics. 2009;38(5):699-718. https://doi.org/10.1002/eqe.896
  17. Jingbo L., Yixin D., Xiuli D., Zhenyu W., Jun W. 3D viscous-spring artificial boundary in time domain. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2006;5:93-102. https://doi.org/10.1007/s11803-006-0585-2
  18. Hokmabadi A.S., Fatahi B. Influence of foundation type on seismic performance of buildings considering soil-structure interaction. International Journal of Structural Stability and Dynamics. 2016; 16(08):1550043-(1-29). https://doi.org/10.1142/S0219455415500431
  19. Rayhani M.H.T., Asce S.M., El Naggar M.H. Numerical modeling of seismic response of rigid foundation on soft soil. International Journal of Geomechanics. 2008;8(6). https://doi.org/10.1061/(ASCE)1532-3641(2008)8:6(336)
  20. Algreane G.A., Osman S.A., Karim O., Kasa A. Behavior of elevated concrete water tank subjected to artificial ground motion. Electron J. Geotech Eng. EJGE. 2011;16:387-406.
  21. Zhang X., Far H. Seismic behaviour of high-rise frame-core tube structures considering dynamic soil-structure interaction. Bulletin of Earthquake Engineering. 2022;20(1):5073-5105. https://doi.org/10.1007/s10518-022-01398-9
  22. Gazetas G., Mylonakis G. Seismic Soil-Structure Interaction: New Evidence and Emerging Issues. Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics III. 1998;2(75):1119-1174.
  23. Samali B., Fatahi B., Tabatabaiefar H.R. Seismic behaviour of concrete moment resisting buildings on soft soil considering soil-structure interaction. Incorporating Sustainable Practice in Mechanics of Structures and Materials: Proceedings of the 21St Australian Conference on the Mechanics of Structures and Materials, Held in Melbourne, Australia, 7-10 December 2010. 2011:407-412. 10.1201/b10571-72' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.1201/b10571-72

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».