Nonlinear static analysis of a pile-supported wharf

• Published in: Revista IBRACON de estruturas e materiais 2019-10, Vol.12 (5), p.998-1009
• Main Authors: ZACCHEI, E., LYRA, P. H. C., STUCCHI, F. R.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: earthquake engineering; ENGINEERING, CIVIL; nonlinear static analysis; pile-supported wharf; pushover analysis
• ISSN: 1983-4195; 1983-4195
• DOI: 10.1590/s1983-41952019000500003

Abstract The aim of this paper is to carry out a nonlinear static analysis using a case study of a pile-supported wharf in a new oil tankers port. The seismic activity in this area is very intense with the peak ground acceleration of 0.55 g; for this reason, it is very important to analyse the structural behaviour of the nonlinear situation. The analysis of the wharf, modelled in 3D by finite element method, serves to calculate the structure vibration periods (the structure’s first period is 1.68 s) and the capacity curve. The design of the structure follows traditional criteria by international guidelines, and its procedure is in accordance to classic theoretical methods and codes. For the selection of adequate characteristic earthquake input for the pushover analysis European and Venezuelan codes have been used. Besides being important to study the seismic influence on the body of the wharf and on critical elements, as well as and the interaction fluid-structure-soil, it is also important to analyse the consequences of structure failure and to estimate the maximum allowed displacement. The results show that the ultimate displacement is 18,81 cm. A port is an extremely strategic work, which needs to be carefully designed to avoid environmental damage and maintain human safety. Resumo O objetivo deste artigo é desenvolver uma análise estática não-linear através de um estudo de caso de um cais sobre estacas situado em uma nova área portuária para petroleiras. A atividade sísmica da área é muito intensa com uma aceleração máxima do solo de 0.55 g. Por esta razão, é muito importante analisar o comportamento estrutural na situação não-linear. A análise do cais, modelada em 3D pelo método dos elementos finitos, é usada para calcular os períodos de vibrações da estrutura (o primeiro período da estrutura é de 1.68 s) e a sua curva de capacidade. O projeto da estrutura segue critérios tradicionais preconizado pôr normas internacionais e o seu procedimento está de acordo com os métodos clássicos e as normas. Foram utilizadas as normas europeia e venezuelana para obter a característica adequada do terremoto para ser utilizada na análise de pushover. Além de ser importante estudar a influência sísmica da estrutura do cais e dos seus elementos críticos, bem como a interação fluido-estrutura-solo, também é importante analisar as consequências de falha estrutural e estimar o deslocamento máximo permitido. Os resultados mostram que o deslocamento final é de 18.81 cm. Um