Accounting for horizontal torsional vibrations of foundations when calculating seismic load
https://doi.org/10.37538/2224-9494-2021-4(31)-66-78
Abstract
The article presents a method for calculating in-plane vibrations of building structures under seismic load taking into account the possibility of foundation displacement, which is similar to horizontal torsional vibrations when calculating earthquake forces. The method is illustrated by the structural design of a seven-storey tower-like building with a massive foundation. We develop transfer functions for a massive rigid body, which are subsequently used for calculating the response of the foundation subject to base shears and moments applied to the outer plane of the foundation under seismic forces. The structural calculations conducted for ductile structures with the first frequency of ~2.4 Hz and for more rigid structures with the first frequency of 7.1 Hz showed that, depending on the building stiffness, reduced seismic forces increase by 1.5–2 times. According to the results obtained, when designing structures in areas of high seismic hazard, account should be taken of possible foundation flexibility effects depending on different types of soil and structural solutions of particular buildings.
About the Authors
Yu. T. ChernovRussian Federation
Yuri T. Chernov, Dr. Sci. (Engineering), Professor of the Department of Structural and Theoretical Mechanics
Yaroslavskoe Shosse, 26, Moscow, 129337
J. Qbaily
Russian Federation
Jaafar Qbaily, post-graduate student of the Department of Structural and Theoretical Mechanics
Yaroslavskoe Shosse, 26, Moscow, 129337
References
1. Савинов О.А. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет / О.А. Савинов. – 2-е изд. – Л.: Стройиздат, 1979. – 346 c.
2. Пятецкий В.М. Современные фундаменты машин и их автоматизированное проектирование / В.М. Пятецкий, Б.К. Александров, О.А. Савинов. – М.: Стройиздат, 1993. – 415 с.
3. Чернов Ю.Т. Вибрации строительных конструкций. Аналитические методы расчета. Основы проектирования и нормирования вибраций строительных конструкций, подвергающихся эксплуатационным динамическим воздействиям / Ю.Т. Чернов. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: АСВ, 2011. – 383 с.
4. Чернов Ю.Т., Зебилила М. К расчету систем виброизоляции с демпферами вязкого трения / Ю.Т. Чернов // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. – 2018. – № 2. – С. 34–38.
5. Коренев Б.Г. Динамический расчет зданий и сооружений (Справочник проектировщика) / Б.Г. Коренев, И.М. Рабинович. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1984. – 303 с.
6. Бахвалов Н.С. Численные методы / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. – 6-е изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 636 с.
7. Пособие по проектированию конструкций зданий, испытывающие динамические воздействия: РТМ 6596‐86 / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. – Москва, 1986.
8. Руководство по проектированию виброизоляции машин и оборудования / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. – М.: Стройиздат, 1972. – 157 с.
Review
For citations:
Chernov Yu.T., Qbaily J. Accounting for horizontal torsional vibrations of foundations when calculating seismic load. Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2021;31(4):66-78. (In Russ.) https://doi.org/10.37538/2224-9494-2021-4(31)-66-78