DOI QR코드

DOI QR Code

Evaluation of Strength Reduction Factors using Smooth Hysteretic Behavior

완만한 곡선형 이력거동을 이용한 강도감소계수의 평가

  • Received : 2010.05.03
  • Accepted : 2010.06.09
  • Published : 2010.08.31

Abstract

The actual hysteretic behavior of structural elements and systems is smooth. Smooth hysteretic behavior is more representative of actual behavior than bi-linear or piece-wise linear stiffness degrading models. The strength reduction factor in seismic design is used to reduce the elastic strength demand to design levels. In this study, the effect of smoothness on the strength reduction factor is evaluated for several smooth hysteretic systems subjected to near-fault and far-fault earthquakes. For design purposes, a simple expression of the strength reduction factor considering hysteretic smoothness and earthquake characteristics, represented as near-fault and far-fault earthquakes, is proposed. The strength reduction factors calculated by the proposed simple formulation are more similar to the factors directly obtained from inelastic response spectrum analyses than those calculated by several existing formulas.

구조부재와 구조시스템의 실제 비탄성 이력거동은 완만한 형태를 나타낸다. 완만한 곡선형 이력거동이 이선형 또는 분할선형 강성저하모델등에 비하여 실제 거동을 정확하게 나타낸다. 내진설계에서 강도감소계수는 탄성 거동만 허용한 경우에 요구되는 강도를 설계수준의 강도로 감소시키는데 사용된다. 강도감소계수에 대한 완만한 곡선이력거동의 영향을 근거리 지진과 원거리 지진을 받는 몇 가지 완만한 곡선이력 시스템에 대하여 평가하였다. 설계 목적을 위하여 이력거동의 완만정도와 근거리와 원거리 지진으로 대변될 수 있는 지진특성을 고려하는 간단한 강도감소계수 식을 제안하였다. 본 연구의 제안식에 의한 강도감소계수가 기존의 제안식에 의해 평가된 강도감소계수보다 비탄성 응답스펙트럼 해석으로부터 직접적으로 구한 강도감소계수에 근접한 결과를 나타낸다.

Keywords

References

  1. 송종걸, “역량스펙트럼 방법을 이용한 다자유도 교량의 비탄성 지진응답 평가,” 대한토목학회 논문집, 제 24권, 제 3A호, 541-550, 2004.
  2. 송종걸, 남왕현, 정영화, “횡하중 분포의 영향을 고려한 다경간 교량의 내진성능 평가를 위한 비탄성 정적해석,” 대한토목학회 논문집, 제 25권, 제 6A호, 1163-1176, 2005.
  3. 송종걸, 남왕현, 정영화, “등가단자유도 방법의 영향을 고려한 다경간 교량의 내진성능 평가를 위한 비탄성 정적해석,” 대한토목학회 논문집, 제 26권, 제 3A호, 473-484, 2006.
  4. 송종걸, 장동휘, 김학수, 정영화, “철근콘크리트 벽체구조물에 대한 등가단자유도 방법 및 등가 감쇠비 산정방법에 따른 역량스펙트럼해석,” 한국전산구조공학회 논문집, 제 21권, 제 2호, 169-187, 2008.
  5. Chopra, A.K. and Goel, R.K. (1999) Capacity-demanddiagram methods for estimating seismic deformation of inelastic structures: SDF systems, Report No. PEER-1999/02, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California at Berkeley.
  6. 송종걸, 감학수, “근거리 및 원거리 지진에 대한 비선형 구조물의 강도감소계수 산정,” 대한토목학회논문집, 제 27권, 제 3A호, 321-337, 2007.
  7. 송종걸, “비탄성 응답스펙트럼에 대한 완만한 곡선형 이력거동의 영향,” 한국지진공학회 논문집, 제 14권, 제 1호, 1-9, 2010. https://doi.org/10.5000/EESK.2010.14.1.001
  8. Peng B.F., Conte J.P., “Statistical insight into constantductility design using a non-stationary earthquake ground motion model,” Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 26, 895-916, 1997. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9845(199709)26:9<895::AID-EQE683>3.0.CO;2-G
  9. Hidalgo, P.A., and Arias, A., “New Chilean code for earthquake-resistant design of buildings,” Proc. 4 th U.S. Nat. Conf. Earthquake Engrg., Palm Springs, California, Vol. 2, 927-936, 1990.
  10. Krawinkler, H., and Nassar, A. A., “Seismic design based on ductility and cumulative damage demands and capacities,” Nonlinear Seismic Analysis and Design of Reinforced Concrete Buildings, Elsevier Applied Science, 1992.
  11. Lai, S.-P., and Biggs, J.M., “Inelastic response spectra for aseismic building design,” J. Struct. Div., ASCE, Vol. 106, No. ST6, 1295-1310, 1980.
  12. Newmark, N.M., and Hall, W.J., “Seismic design criteria for nuclear reactor facilities,” Report No. 46, Building Practices for Disaster Mitigation, National Bureau of Standards, U.S. Department of Commerce, 209-236, 1973.
  13. Riddel, R., Hidalgo, P., and Cruz., E., “Response modification factors for earthquake resistant design of short period structures,” Earthquake Spectra, Vol. 5, No. 3, 571-590, 1989. https://doi.org/10.1193/1.1585541
  14. Vidic, T., Fajfar, P., and Fischinger, M. “A procedure for determining consistent inelastic design spectra,” Proc. Workshop on Nonlinear Seismic Analysis of RC Structures, Bled, Slovenia, 1992.
  15. Miranda, E. “Site-dependent strength-reduction factors,”Journal of Structural Engineering, Vol. 119, No. 12, 3503-3519, 1993. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(1993)119:12(3503)