Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích tải trọng gió của các ống khói cao với nền móng cọc bè xem xét sự linh hoạt của đất
Tóm tắt
Phân tích tương tác đất- cấu trúc (SSI) đã được thực hiện cho các ống khói bê tông cốt thép cao với nền móng cọc bè chịu lực gió. Để hiểu rõ sự quan trọng của SSI, bốn loại đất đã được xem xét dựa trên các tính chất vật liệu khác nhau. Các ống khói có độ cao khác nhau và các tỷ lệ chiều cao so với đường kính đáy ống khói khác nhau đã được lựa chọn cho nghiên cứu tham số. Độ dày của bè móng cọc cũng đã được thay đổi dựa trên các tỷ lệ khác nhau giữa đường kính ngoài và độ dày của bè. Các ống khói được giả định nằm trong khu vực mở và chịu tốc độ gió tối đa là 50 m/s. Tải trọng theo chiều gió và vuông góc với chiều gió đã được tính toán theo tiêu chuẩn IS: 4998 (Phần 1)-1992 và áp dụng dọc theo chiều cao của ống khói. Phân tích được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn ba chiều dựa trên phương pháp trực tiếp của SSI. Hành vi vật liệu đàn hồi tuyến tính được giả định cho hệ thống ống khói - nền móng - đất tích hợp. Mô men hướng tâm và tiếp tuyến, độ uốn ngang và mô men đáy của ống khói đã được đánh giá thông qua phân tích SSI và so sánh với phản ứng thu được từ ống khói với đáy cố định. Mô men đáy của ống khói giảm đáng kể do tác động của SSI. Có thể thấy rằng sự biến đổi của các phản ứng khác nhau trong ống khói do tác động của SSI phụ thuộc một cách đáng kể vào các đặc tính hình học của ống khói và móng. Sự biến đổi phản ứng tại đáy cho một khoảng cách 1/40 chiều cao của ống khói nên được xem xét để thiết kế an toàn.
Từ khóa
#tương tác đất-cấu trúc #ống khói bê tông #tải trọng gió #mô hình phần tử hữu hạn #nền móng cọc bèTài liệu tham khảo
ACI (307-2008) (2008) Code requirements for reinforced concrete chimneys (ACI 307-08) and commentary. American Concrete Institute, Farmington Hills
Arunachalam S, Govindaraju SP, Lakshmanan N, Appa Rao TVSR (2001) Across-wind aerodynamic parameters of tall chimneys with circular cross section—a new empirical model. Eng Struct 23:502–520
Arya AS, Paul DK (1977) Earthquake response of tall chimneys. In: Proceedings of the sixth world conference, Delhi, pp 1247–1259
Bowles JE (1997) Foundation analysis and design. McGraw-Hill, Singapore
Brown PT (1969) Numerical analysis of uniformly loaded circular rafts on deep elastic foundations. Geotechnique 19:399–404
Cakir T (2013) Evaluation of the effect of earthquake frequency content on seismic behaviour of cantilever retaining wall including soil–structure interaction. Soil Dyn Earthq Eng 45:96–111
Chaudhary MTA (2007) FEM modelling of a large piled raft for settlement control in weak rock. Eng Struct 29:2901–2907
Chowdhury I, Dasgupta SP (2009) Dynamics of structure and foundation—a unified approach. CRC Press, The Netherlands
Chu KH, Afandi OF (1966) Analysis of circular and annular slabs for chimney foundations. J ACI 63:1425–1447
CICIND (2001) Model code for concrete chimneys, Part A. In: The Shell, 2nd edn (revision 1)
Davenport AG (1967) Gust loading factors. J Struct Eng ASCE 93:1295–1313
Davenport AG (1995) How can we simplify and generalize wind loads. J Wind Eng Ind Aerodyn 54(55):657–669
Dewaikar DM, Patil PA (2006) Analysis of a laterally loaded pile in cohesionless soil under static and cyclic loading. Ind Geotech J 36(2):181–189
Fang HY (1991) Foundation engineering handbook. Van Nostrand Reinhold, New York
Fraser RA, Wardle LJ (1976) Numerical analysis of rectangular rafts on layered foundations. Geotechnique 26(4):613–630
Ghosh S, Wilson EL (1969) Dynamic stress analysis of axi-symmetric structures under arbitrary loading. In: Report No. EERC 69-10. University of California, Berkeley
IS: 11089-1984 (reaffirmed 2002) Code of practice for design and construction of ring foundation. Bureau of Indian Standards, New Delhi
IS: 4998(Part 1)-1992 (reaffirmed 2003) Criteria for the design of reinforced concrete chimneys. Bureau of Indian Standards, New Delhi
IS: 875(Part 3)-1987 (reaffirmed 2003) Code of practice for design loads (other than earthquake) for building and structures. Bureau of Indian Standards, New Delhi
Jayalekshmi BR, Menon D, Prasad AM (2011) Effect of soil–structure interaction on along-wind response of tall chimneys. IACMAG 2:846–851
Koten HV (2005) Wind actions. In: Zurich (ed) The CICIND chimney book: industrial chimneys of concrete or steel. CICIND, Zurich, pp 99–114
Kwok KCS, Melbourne WH (1981) Wind induced lock in excitation of tall structures. J Struct Eng ASCE 107(1):57–72
Manohar SN (1985) Tall chimneys-design and construction. Tata MacGraw-Hill, New Delhi
Mehta D, Gandhi NJ (2008) Time study response of tall chimneys under the effect of soil structure interaction and long period earthquake impulse. In: The 14th world conference on earthquake engineering, China
Melbourne WH (1997) Predicting the cross-wind response of masts and structural members. J Wind Eng Ind Aerodyn 69(71):91–103
Melerski ES (1990) Simple computer analysis of circular rafts under various axisymmetric loading and elastic foundation conditions. Proc Inst Civ Eng Part 2(89):407–431
Menon D, Rao PS (1997a) Estimation of along-wind moments in RC chimneys. Eng Struct 19(1):71–78
Menon D, Rao PS (1997b) Uncertainties in codal recommendations for across-wind analysis of RC chimneys. J Wind Eng Ind Aerodyn 72:455–468
NEHRP (1994) Recommended provisions for seismic regulations of new buildings. Part 1—Provisions. FEMA 222A
Potts D, Addenbrooke T (1997) A structure’s influence on tunnelling-induced ground movements. Proc Inst Civ Eng Geotech Eng 125:109–125
Pour NS, Chowdhury I (2008) Dynamic soil structure interaction analysis of tall multi-flue chimneys under aerodynamic and seismic force. In: The 12th international conference on IACMAG, India, pp 2696–2703
Rajasankar J, Iyer NR, Swamy BY, Goplalakrishnan N, Chellapandi P (2007) SSI analysis of a massive concrete structure based on a novel convolution/deconvolution technique. Sadhana 32:215–234
Sáez E, Caballero FL, Razavi AMF (2011) Effect of the inelastic dynamic soil–structure interaction on the seismic vulnerability assessment. Struct Saf 33:51–63
Simiu E (1976) Equivalent static wind loads for tall building design. J Struct Eng ASCE 102:719–737
Solari G (1982) Along-wind response estimation: closed form solution. J Struct Eng ASCE 108:225–234
Tabatabaiefar HR, Massumi A (2010) A simplified method to determine seismic responses of reinforced concrete moment resisting building frames under influence of soil–structure interaction. Soil Dyn Earthq Eng 30:1259–1267
Turner T (2005) Industrial chimney foundations. In: Zurich (ed) The CICIND chimney book: industrial chimneys of concrete or steel. CICIND, Zurich, pp 79–98
Vickery BJ, Clark AW (1972) Lift or across-wind response of tapered stacks. J Struct Eng ASCE 98(ST 1):1–20
Wolf JP (1985) Dynamic soil–structure interaction. Prentice-Hall, New York