The piled raft foundations are subjected to lateral loading under the action of wind and earthquake loads. Their bearing behavior and flexural responses under these loadings are of prime concern for researchers and practitioners. The insufficient experimental studies on piled rafts subjected to lateral loading lead to a limited understanding of this foundation system. Lateral load sharing between pile and raft in a laterally loaded piled raft is scarce in literature. In the present study, lateral load-displacement, load sharing, bending moment distribution, and raft inclinations of the piled raft foundations have been discussed through an instrumented scaled down model test in 1 g condition. The contribution of raft in a laterally loaded piled raft has been evaluated from the responses of pile group and piled raft foundations attributing a variety of influential system parameters such as pile spacing, slenderness ratio, group area ratio, and raft embedment. The study shows that the raft contributes 28-49% to the overall lateral capacity of the piled raft foundation. The results show that the front pile experiences 20-66% higher bending moments in comparison to the back pile under different conditions in the pile group and piled raft. The piles in the piled raft exhibit lower bending moments in the range of 45-50% as compared to piles in the pile group. The raft inclination in the piled raft is 30-70% less as compared to the pile group foundation. The lateral load-displacement and bending moment distribution in piles of the single pile, pile group, and piled raft has been presented to compare their bearing behavior and flexural responses subjected to lateral loading conditions. This study provides substantial technical aid for the understanding of piled rafts in onshore and offshore structures to withstand lateral loadings, such as those induced by wind and earthquake loads.
성능에 기초한 내진설계 분야에서 구조물의 내진성능평가를 위해서는 비탄성 지진거동을 보다 정확하게 예즉할 필요가 있다. 성능기초 설계기준에 반영되어 있는 내진성능 평가 방법 가운데 하나인 pushover해석을 이용한 방법은 몇몇 연구자들에 의하여 다양한 해석 방법론이 개발되었다. 이 방법을 사용하여 비탄성 전체 또는 국부적 지진응답을 보다 정확하게 평가하기 위해서는 사용되는 횡하중 분배가 구조시스템과 지반운동의 동적특성에 부합되도록 반영되어야 한다. 그리고 구조물의 변형능력을 합리적으로 평가하여 성능점을 보다 정확하게 산정해야 한다. 본 연구에서는 개선된 적응적 횡하중 분배방법과 건물의 등가응답을 이용하여 비탄성 지진응답을 정확하고 효율적으로 평가할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 건물의 전체 비탄성 거동에 대한 내진성능을 평가하고 국부적인 비탄성 지진응답을 정확하게 산정하는데 사용될 수 있다. 또한 제안된 방법의 정확성과 타당성을 검증하기 위해서 비탄성 시간이력해석과 기존의 다른 해석방법들에 의한 비탄성 지진응답과 비교하였다.
To evaluate inelastic seismic responses of multi-span-bridge, the equivalent single-degree-of-freedom (ESDOF) methods and the lateral load distributions are applied to the capacity spectrum method(CSM). From the pushover analysis results using the four ESDOF methods and the six types lateral load distributions, the ESDOF method more than lateral load distribution is found to have an important influence upon the pushover analysis. The effects of the higher mode on the bridge seismic behaviors are also increased as the number of pier increase. Therefore, it can be concluded that lateral load distributions and ESDOF methods for reflection of higher mode effects should be considered in the seismic analysis of the bridge structural.
Pushover analysis captures the behavior of a structure from fully elastic to collapse. In this analysis, the structure is subjected to increasing lateral load with constant gravity one. Neglecting the effects of the higher modes and the changes in the vibration characteristics during the nonlinear analysis are the main obstacles of the proposed lateral load patterns. To overcome these drawbacks, whereas some methods have been presented to achieve updated lateral load distribution, these methods are not precisely capable to predict the response of structures, precisely. In this study, a new method based on optimization procedure is developed to obtain a lateral load pattern for which the difference between the floor displacements of pushover and Nonlinear Dynamic Analyses (NDA) is minimal. For this purpose, an optimization problem is considered and the genetic algorithm is applied to calculate optimal lateral load pattern. Three special moment resisting steel frames with different dynamic characteristics are simulated and their optimal load patterns are derived. The floor displacements of these frames subjected to the proposed and conventional load patterns are acquired and the accuracy of them is evaluated via comparing with NDA responses. The outcomes reveal that the proposed lateral load distribution is more accurate than the previous ones.
To find axial and lateral responses of impact-driven H piles in embankment(SM), the H piles are instrumented with electric strain gages, dynamic load test is performed during driving, and then the damage of strain gages is checked simultaneously. Axially and laterally static load tests are performed on the same piles after one to nine days as well. Then load-settlement behavior is measured. Furthermore, to find the set-up effect in H pile, No. 4, 16, 26, and R6 piles are restriked about 1, 2, and 14 days after driving. As results, ram height and pile capacity obtained from impact driving control method become 80cm and 210.3∼242.3ton, respectively. At 15 days after driving, allowable bearing capacity by CAPWAP analysis, which 2.5 of the factor of safety is applied for ultimate bearing capacity, increases 10.8%. Ultimate bearing capacity obtained from axially static load test is 306∼338ton. This capacity is 68.5∼75.7% at yield force of pile material and is 4∼4.5 times of design load. Allowable bearing capacity using 2 of the factor of safety is 153∼169ton. Initial stiffness response of the pile is 27.5ton/mm. As the lateral load increases, the horizontal load-settlement behaves linearly to which the lateral load reaches up to 17ton. This reason is filled with sand in the cavity formed between flange and web during pile driving. As the result of reading with electric strain gages, flange material of pile is yielded at 19ton in horizontal load. Thus allowable load of this pile material is 9.5ton when the factor of safety is 2.0. Allowable lateral displacement of this pile corresponding to this load is 23∼36mm in embankment.
A typical structure was selected for a prototype and four 1:2.5 scaled models, representing the subassemblage including the interior column and the deep beam, were constructed. The transverse reinforcement was designed according to ACI procedure and the procedure proposed by Sheikh. In this study, the correlation between the experimental and analytical responses of the subassemblages subjected to the cyclic lateral displacement were evaluated through investigation of lateral load-lateral deformation, local deformation characteristics by using a nonlinear FEM analysis program RCAHEST.
대구경 해상 말묵의 수평 하중전이 거동 및 변형 해석을 위해 p-y 하중전이 해석법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 본 연구에서는, 기존의 p-y 해석법의 단점을 극복하여, 지반의 연속성을 고려한 수평방향 하중전이 해석을 고찰하였으며, 3D wedge failure mode의 이론적인 해법과 재하시험을 통해 말뚝의 실제 거동에 보다 부합되도록 연약지반의 p-y 곡선을 제안하였다. 제안된 하중전이함수법의 타당성을 검증하기 위하여 현장재하시험 사례와의 비교분석을 수행하였고, 그 결과 제안된 해석방법은 기존 p-y 곡선에 비해 대구경 해상말뚝의 거동 및 변형 특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다.
In current practice of earthquake resistant design the equivalent lateral force procedure is widely used for its simplicity and convenience. But the equivalent lateral force procedure is derived based on the assumption that the dynamic behavior of the structure is governed primarily by the fundamental vibration mode. Therefore proper prediction of dynamic responses of the structure is unreliable using the equivalent lateral force procedure when the effect of higher vibration modes on the dynamic behavior is negligible. In this study design seismic load which can reflect the effect of higher vibration modes is proposed from the point of view of proper assessment of story shears which have the major influence on the design moment of beams and columns. To evaluate the effect of higher modes, differences between the story force based on the equivalent lateral force procedure specified in current earthquake resistance building code and the one based on modal analysis using design spectrum are examined. From these results improved design seismic load for the equivalent lateral force procedure which can reflect the effect of higher vibration modes is proposed.
Structural walls (also known as shear walls) are one of the common lateral load resisting elements in reinforced concrete (RC) buildings in seismic regions. The performance of RC structural walls in recent earthquakes has exposed some problems with the existing design of RC structural walls. The main issues lie around the buckling of bars, out-of plane deformation of the wall (especially the zone deteriorated in compression), reinforcement getting snapped beneath a solitary thin crack etc. This study compares performance of a typical wall designed by different standards. For this purpose, a case study RC shear wall is taken from the Hotel Grand Chancellor in Christchurch which was designed according to the 1982 version of the New Zealand concrete structures standard (NZS3101:1982). The wall is redesigned in this study to comply with the detailing requirements of three standards; ACI-318-11, NZS3101:2006 and Eurocode 8 in such a way that they provide the same flexural and shear capacity. Based on section analysis and pushover analysis, nonlinear responses of the walls are compared in terms of their lateral load capacity and curvature as well as displacement ductilities, and the effect of the code limitations on nonlinear responses of the different walls are evaluated. A parametric study is also carried out to further investigate the effect of confinement length and axial load ratio on the lateral response of shear walls.
In this study a structure with viscoelastic and viscous dampers with identical damping coefficient subjected to stationary seismic and wind load were analyzed in time and frequency-domain to compare motion control capability of viscous and viscoelastic dampers. The dampers were placed based on story drift and acceleration obtained from RMS responses. According to the analysis results, the motion control capability of viscous dampers turned out to be superior to that of the viscoelastic dampers for the case of seismic load. On the contrary, in case of wind load, the viscoelastic dampers were more effective in the mitigation of dynamic responses. However, it was also found that the differences were in a narrow margin.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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