THE BENEFICIAL AND DETRIMENTAL EFFECTS OF ROCKING SHALLOW FOUNDATIONS ON SUPER STRUCTURE DURING SEISMIC LOADING

Partheeban Selvarajah, Sivapalan Gajan

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Earthquakes and Geohazards II / Séismes et géoaléas II

ABSTRACT: Generally, modern seismic design codes prohibit relative movement between the foundation and the soil beneath, which demands the structural elements of the superstructure to dissipate seismic energy. The primary benefit of appropriately reducing the size of the footing in shallow foundation is the partial isolation of the structure from the soil beneath (uplift and rocking). The rocking behavior caused by the seismic loading can occur around the footing base, subsequently dissipating the seismic energy and reducing the ductility demands transmitted to the superstructure. In this study, several centrifuge and shake table experiments on rocking shallow foundations have been analyzed to investigate the following beneficial and detrimental effects in an attempt to come up with a balanced design methodology: reliability and predictability of the moment capacity of the soil-foundation system, rocking induced energy dissipation and the resulting permanent settlement of the foundation, and the reduced ductility demands (maximum and permanent tilt of the structure) transmitted to the super structure.

RÉSUMÉ: Généralement, les codes de conception sismiques modernes interdisent le mouvement relatif entre la fondation et le sol en dessous de celle-ci, ce qui exige que les éléments structurels de la superstructure dissipent l'énergie sismique. Le principal avantage, de réduire de manière appropriée la taille de la semelle en fondation superficielle, est l'isolement partiel de la structure du sol en dessous (soulèvement et basculement). Le comportement basculant causé par la charge sismique peut se produire autour de la base de pied, ce qui permet la dissipation de l™énergie sismique, réduisant ainsi les exigences de ductilité transmises à la superstructure. Cette étude comprend plusieurs expériences sur des fondations superificielles basculantes avec des centrifugeuses et des tables vibrantes. Les résultats ont été analysés pour enquêter sur la fiabilité et la prévisibilité de la capacité du moment du système sol-fondation, le tassement permanent induit par le basculement, la méthodologie de conception d'équilibrage utilisant le tassement total et le coefficient de basculement pour fondation basculante (pour obtenir des valeurs optimales pour les paramètres de conception), et la réduction des exigences de ductilité transmises à la superstructure (en raison de la dissipation d™énergie sismique induite par le basculement).

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