Abstract

This study presents an evaluation of inelastic displacement ratios for degraded structures considering soilstructure interaction (SSI). In this regard, a wide variety of effective parameters of hysteresis models and soilstructure systems are considered. Four different hysteretic models a) bilinear, b) modified Clough, c) stiffness degrading, and d) strength-stiffness degrading, are assigned to represent force-displacement response of superstructure. The supporting soil is modeled using the concept of cone models. Inelastic displacement ratios were computed for 12,000 soil-structure models with periods between 0.1 and 5 s when subjected to 19 strong ground motions recorded on NEHRP site class D. In addition, a parametric investigation is performed to evaluate the parameters that could affect nonlinear response of structures with strength-stiffness degrading hysteretic model. It is observed that generally SSI increases the inelastic displacement ratios with exception of very short period structures. Also, it is demonstrated that the soil-structure systems with stiffness degrading hysteresis model in short period range could experience larger inelastic displacement compare to those in non-degraded soilstructure systems. In particular, the SSI substantially increases inelastic displacement ratios of strength-stiffness degrading structures.

نمونه ترجمه مقاله:

مقدمه

هدف اصلی طراحی لرزه ای مبتنی بر عملکرد (PBSD) کنترل سطح مقاومت  و آسیب ساختمان ها به هنگام حرکات شدید زمین با شدت های مختلف می باشد . برای این منظور، مقادیر پارامترهای واکنشی قابل اندازه گیری ساختاری، مانند رانش و انحطاط محدود به مقادیر قابل قبولی میشود   که بر اساس سطح عملکرد مورد نظر انتخاب می شوند.  برآورد میزان جابجایی ناپایدار به عنوان بخشی از PBSD ،  یک نقش بسیار  کلیدی ایفا می کند. بعضی از توصیه ها برای ارزیابی و بازسازی سازه های موجود، مثل  FEMA 356 [1]، یک روش تجزیه و تحلیل برای محاسبه جابجایی ناپیوسته هدف با استفاده از سیستم معادلات تک درجه آزادی (SDOF) معرفی کرده اند .

در این روش، جابجایی ناپیوسته هدف می تواند با تغییر حداکثر تقاضای جابجایی الاستیک تقریب زده شود . به عنوان یک رویکرد اصلاح شناخته شده، FEMA 356 [1] نسبت جابجایی ناپایدار را برای تخمین جابجایی هدف معرفی کرد. نسبت جابجایی ناپایدار به عنوان نسبت حداکثر جابجایی سیستم تک درجه آزادی (SDOF) به حداکثر جابجایی الاستیک سیستم SDOF با همان دوره و نسبت میرایی تعریف می شود. رابطه بین حداکثر جابجایی ناپیوسته و حداکثر جابجایی الاستیک برای اولین بار توسط Veletsos و Newmark [2] مورد بررسی قرار گرفت. آنها سیستم های SDOF را با رفتار الاستو – پلاستیک  مطالعه کردند و مشاهده کردند که در ناحیه پائین، جابجایی ناپایدار  بسیار بیشتر از جابه جایی پایدار است . با این حال، در منطقه زمانی طولانی تفاوت عمده ای بین حداکثر تغییر شکل سیستم های پایدار و ناپایدار ( الاستیک و غیر الاستیک ) وجود ندارد که به عنوان قانون جابجایی برابر شناخته می شود. مطالعاتی در مورد نسبت جابجایی ناپیوسته دائمی (Cμ) نشان دادند که مقدار زلزله و فاصله مکان تا منبع زلزله  اثر کمی بر Cμ دارد [3]. این مطالعه با استفاده از 216 دوره تاریخچه حرکات زمین لرزه ثبت شده در شرایط زمین ثابت و تجزیه و تحلیل آماری نتایج منجر به بیان Cμ شد.

معادلاتي كه براي برآورد نسبت جابجايي ناپيوسته مداوم (Cμ) پيشنهاد شده اند، مي توانند در فرآيند طراحي ساختارهاي جديد مورد استفاده قرار گيرند. با این وجود، استفاده از این معادلات در ارزیابی لرزه ای سازه های موجود، ممکن است منجر به کم توجهی به حداکثر جابجایی ناپایدار شود [4]. به همین ترتیب، رویز گارسیا و میراندا [4][1] بیان می کنند که نسبت نیروی ثابت ناپیوستگی متوسط ​​(CR) تقریبا ثابت است. آنها نتیجه گرفتند که اثرات شرایط سایت و مقدار زلزله برای دوره زمانی طولانی (Tn> 1.0 s) ناچیز است. چوپرا و چایناتاناپاکدی [2] نسبت

[1] Ruiz-García and Miranda

[2] Chopra and Chintanapakdee [5]