earthquakes 2015-part a

EARTHQUAKES ENGINEERING

INTRODUCTION

Dr. Ahmed Tarabia

Third year Civil-2015

TOPICS

WHAT ARE EARTHQUAKES

CAUSES OF EARTHQUAKES

MEASUREMENTS OF EARTHQUAKES

WHY DAMAGE OCCURS

STRUCTURAL DYNAMICS

CODE EARTHQUAKE FORCES

Third year Civil- Earthquake Engineering

CAUSES OF EARTHQUAKES

EARTHQUAKE FAULT SOURCES

Faults are abrupt changes in the rock structure


Some faults types and movements


Earthquake Distribution


WHAT ARE EARTRHQUAKES

Energy release in a geological fault


EARTHQUAKES CHARACTERISTICS

Focal depth.

Distance from the focus of the quake.

Duration.

Peak Ground acceleration.

Amount of released energy.



1- Intensity (Modified Mercalli Intensity Scale)

based on the amount of damage

Scale has 12 levels.



2- MAGNITUDE

RICHTER MAGNITUDE Measures the amplitude of earthquake waves.

Scale from 1-10

Each number is 10 times the amplitude of the number below


Seismic zones


EARTHQUAKE DAMAGE SOURCES

1. by inertial forces generated by severe ground shaking.

F=mass * acceleration ( SECOND NEWTON LAW)

2. by earthquake induced fires.

3. by changes in the physical properties of soils

(e.g. consolidation, settling, and liquefaction).

4. seismic sea waves (tsunamis) or fluid.


STRUCTURAL DYNAMIC


FUNDAMENTAL PERIOD

زمن الطول ألموجي األساسي

k

mT 2 seconds


)75.0(

1 )(. tt HCT

systemsotherforC

framesresistingmomentconcreteforC

t

t

05.0

075.0

.foundation theof surface top thefrom

measured buildings theofheight Total:H t

:لكل اتجاه باستخدام المعادلة التقريبية 1Tحساب زمن الطول الموجي - 1


Structural systems

LATERAL LOAD RESISTING STSTEM

المقاوم ألحمال الزالزل يعتمد على االنشائيتقييم النظام:

نقل األحمال الرأسيةل االنشائينظام.

مقاومة األحمال الجانبيةل االنشائينظام.


LATERAL LOAD RESISTING STSTEM

BEARING WALLS SYSTEMS.

BUILDING FRAME SYSTEMS.

SPACE FRAME MOMENT-RESISTING FRAME SYSTEM

DUAL SYSTEM.


BEARING WALLS SYSTEMS.


BUILDING FRAME SYSTEMS.


SPACE FRAME MOMENT-RESISTING FRAME SYSTEM


DUAL SYSTEM.


اسس تصميم المنشآت الخرسانية لمقاومة أحمال الزالزل

:يجب أن يوفر تصميم المنشآت الخرسانية لمقاومة الزالزل

.تشتيت الطاقةامتصاص و القدرة علىقدر كافى من تحقق •

.كودالبموضحة نشايية الللمنشأ عن طريق عمل التفاصيل اال الممطولية الكافيةتحقق •

.المناطقبعض بالتشكالت الالخطية فى تسمح•

االنهيار القصف الناتج عن ،الناتج عن تأثير عزم االنحناءالمطيل االنهياريسبق أن•

.)انهيار مفاجئ(.Bond failureتأثير القص او التماسك


Ductile behaviour Brittle behaviour

Ductile Behaviour


Elastic and plastic Behaviour


R

FF

R

Eb

y

m

R:Reduction factor or

Response Modification factor Nonlinear


CODE FUNDAMENTAL REQUIREMENT

A- NON COLLAPSE REQUIREMENT

The structure shall be designed and constructed to withstand the

design seismic action without local or general collapse, thus

retaining its structural integrity and a residual load bearing

capacity after the seismic event.

سنة 475زمن رجوع للزلزال كل

بدون انهيار لبعض العناصر االنشايية احتمال حدوث بعض التصدعات

.كامل للمنشأ


CODE FUNDAMENTAL REQUIREMENT

B- DAMAGE LIMITATION REQUIREMENT

The structure shall be designed and constructed to withstand a

seismic action having a larger probability of occurrence than the

design seismic action, without the occurrence of damage

سنة95زمن رجوع للزلزال كل.

التصدعات أياحتمال عدم حدوث.


الكود المصري لألحمال


FACTORS AFFECTING LATERAL LOADS

DUE TO EARTHQUAKE:

1- Zone and place of the building.

2- Lateral load resisting system.

3- Soil beneath foundations.

4- Usage of the buildings.

5- Plan and elevation configuration of the building.

(Height-Distribution of columns and shear walls- Mass

distribution -Shape of the buildings)

6- Fundamental period.


Horizontal design spectrum

( Acceleration : period)


Fb )( 1TSmassF db )( 1TSmassF db


خطوات حساب أحمال الزالزل علي المباني

:طريقة الحمل االستاتيكي المكافئ

Equivalent static load method

:شروط استخدام الطريقة

التماثل تقريبا•

.االنتظام و االستمرارية •

:ال تزيد الفترة الزمنية عن•

smalleriswhichonds

TT

c

sec0.2

41


االستمرارية


النتظام الرأسي و توزيع الكتلا


النتظام في المسقط األفقياعدم


g

WTSF db .).( 1

:ملحوظة

( Ultimate load)هذا الحمل المحسوب هو حمل أقصي

:عند منسوب ظهر االساسات لكل اتجاه أساسي للمبني Fbيتم تحديد قوة القص األساسية


)75.0(

1 )(. tt HCT

systemsotherforC

framesresistingmomentconcreteforC

t

t

05.0

075.0

.foundation theof surface top thefrom

measured buildings theofheight Total:Ht

:لكل اتجاه باستخدام المعادلة التقريبية 1Tحساب زمن الطول الموجي - 1


I γ تحديد معامل األهمية - 2


:تحديد نوع التربة- 3


.تحديد ثوابت خاصة بنوع التربة بعد تحديد نوع التربة4 - (تغير خواص المواجات والعجلة الزلزالية التربة)


Rتحديد نوع النظام االنشائي و حساب معامل التخفيض5 -


2أو نوع 1تحديد نوع منحني طيف التجاوب المستخدم نوع -6

يستخدم لجميع مناطق الجمهورية: النوع االول.

يستخدم للمناطق المطلة علي الساحل الشمالي للبحر :النوع الثاني

انظر )المتوسط و تشمل االسكندية و مرسي مطروح و بورسعيد

(الجدول بملحق الكود

في حالة المناطق الساحلية يتم حساب االحداثي الطيفي : ملحوظة

و القيمة األكبر يتم اختيار باستخدام النوع األول و النوع الثاني ثم

استخدامها في الحساب


T

B

T

C T

D


:gaحساب العجلة األرضية التصمية للمنطقة -7


عند زمن طول Td S)1 (حساب احداثي الطيف التصميمي -8

اآلتية من المعادالت T 1، موجي


:حساب الوزن الزلزالي الكلي للمبني -9

...... . LLIELD WWW

.WD.L مجموع األحمال الميتة بجميع األدوار

WL.L مجموع األحمال الحية بجميع األدوار

00.1

50.0

25.0

..

..

..

IE

IE

IE

للمباني السكنية

.

للمباني العامة

`الصوامع و خزانات المياه والمخازن األساسي


حساب معامل التصحيح- 10


عند منسوب كل دور bF توزيع قوه القص االساسية - 11

:التوزيع الرأسي

b

n

Jj

iii F

Wz

WzF

,1

g

WTSF db .).( 1


earthquakes 2015-part a

Engineering

amplitude of earthquake

damage scale

plastic behaviour

seismic event

structural integrity

collapse requirement

design seismic action

seismic sea waves tsunamis