This study develops an empirical prediction equation of spectral acceleration responses of earthquakes which can induce structural damages. Ground motion records representing hazards of low-to-moderate seismic regions were selected and organized with several influential factors affecting the response spectra. The empirical equation and estimator coefficients for acceleration response spectra were then proposed using a robust nonlinear optimization coupled with a regression analysis. For analytical verification of the prediction equation, response spectra used for low-to-moderate seismic regions were estimated and the predicted results were comparatively evaluated with measured response spectra. As a result, the predicted shapes of response spectra can simulate the graphical shapes of measured data with high accuracy and most of predicted results are distributed inside range of correlation of variation (COV) of 30% from perfectly correlated lines.
Several damage counting methods can be applied for the fatigue issues of a ground vehicle system using strain data and acceleration data is partially used for a high cyclic loading case. For a vibration test, acceleration data is, however, more useful than strain one owing to the good nature of signal-to-random ratio at acceleration response. The test severity can be judged by the fatigue damage and the pseudo-damage from the acceleration response stated in ISO-16750-3 is one of sound solutions for the vibration test. The comparison of fatigue damages, derived from both acceleration and strain, are analyzed in this study to determine the best choice of fatigue damage over multi-spectral input pattern. Uniaxial excitation test was conducted for a notched simple specimen and response data, both acceleration and strain, are used for the comparison of fatigue damages.
일반적으로 잔교식 구조물의 내진설계를 위한 응답스펙트럼 해석 시 기준서들에서는 지진응답해석을 통해 증폭된 가속도를 입력가속도 활용하도록 제시하고 있으나, 기준서에 따라 방법이 상이하여 설계 시 혼란을 야기할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 동적원심모형실험을 통해 지반 내 다양한 깊이에서 지반 가속도를 산정하였으며, 산정된 지반가 속도를 활용하여 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 이후 실험 및 해석을 통해 도출된 잔교식 안벽 구조물의 모멘트 결과를 비교하였으며, 응답스펙트럼 해석 시 적절한 입력지반가속도를 결정하기 위한 방법을 제시하고자 하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 탄성 지반 스프링을 적용하는 경우 구조물의 고유주기를 가장 적절하게 모사하는 것으로 나타났으며, 상부 지표면에서 증폭된 지진파를 입력가속도로 활용하는 것이 사질토 지반에 관입된 구조물 응답을 가장 합리적으로 모사하는 것으로 나타났다.
The spectral representation method is a quick and versatile tool for the generation of spatially variable, response-spectrum-compatible simulations to be used in the nonlinear seismic response evaluation of extended structures, such as bridges. However, just as recorded data, these simulated accelerations require processing, but, unlike recorded data, the reasons for their processing are purely numerical. Hence, the criteria for the processing of acceleration simulations need to be tied to the effect of processing on the structural response. This paper presents a framework for processing acceleration simulations that is based on seismological approaches for processing recorded data, but establishes the corner frequency of the high-pass filter by minimizing the effect of processing on the response of the structural system, for the response evaluation of which the ground motions were generated. The proposed two-step criterion selects the filter corner frequency by considering both the dynamic and the pseudo-static response of the systems. First, it ensures that the linear/nonlinear dynamic structural response induced by the processed simulations captures the characteristics of the system's dynamic response caused by the unprocessed simulations, the frequency content of which is fully compatible with the target response spectrum. Second, it examines the adequacy of the selected estimate for the filter corner frequency by evaluating the pseudo-static response of the system subjected to spatially variable excitations. It is noted that the first step of this two-fold criterion suffices for the establishment of the corner frequency for the processing of acceleration time series generated at a single ground-surface location to be used in the seismic response evaluation of, e.g. a building structure. Furthermore, the concept also applies for the processing of acceleration time series generated by means of any approach that does not provide physical considerations for the selection of the corner frequency of the high-pass filter.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제24권1호
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pp.75-81
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2000
To provide the appropriate direction for development of transient control in a gasoline engine, transient performance analysis and evalution under four accelerating types based on typical driver's acceleration type were implemented by experimental study. In order to evaluate the characteristics of transient performance quanititatively, the concept and method by transient response specifications were introduced. Several performance parameters in terms of engine speed(RPM), manifold absolute pressure(MAP), fuel injection duration($\DeltatI_{nj}$) and air excess ratio($\lambda$) were emasured simultaneously during the four types of the throttle valve opening with the step motor controlled by PC. The result showed that transient response specifications in terms of delay time, rising time and settling time characterized the transient performance for four acceleration types quantitatively. Intensified acceleration type was most economical and linear acceleration type revealed the best emission performance.
Nowadays, various forms of electro-optical rifle scope have been developed and used in order to enhance the accuracy of small arms. However, firing shock acceleration has characteristics of pyroshock having a big acceleration value with very short duration time, which the electro-optical scopes should be designed to sustain. In this paper, the firing shock acceleration, which is transmitted to the electro-optical scope, was measured and SRS (Shock Response Spectrum) analysis was performed by using the measured firing shock acceleration. Furthermore, a shock test condition using a drop-table shock tester, which can simulate the actual firing shock acceleration, was devised. The devised shock test condition will be utilized to test the electro-optical scope itself before attaching it to the small arms.
In this paper, an engine-CVT integrated control algorithm is suggested by considering the inertia torque and the CVT ratio change response lag in acceleration. In order to compensate for drive torque time delay due to CVT response lag, two algorithms are presented: (1) an optimal engine torque compensation algorithm, and (2) an optimal engine speed compensation algorithm. Simulation results show that the optimal engine speed compensation algorithm gives better engine operation around the optimal operation point compared to the optimal torque compensation while showing nearly the same acceleration response. The performance of the proposed engine-CVT integrated control algorithms are compared with those of conventional CVT control, and It is found that optimal engine operation can be achieved by using integrated control during acceleration, and improved fuel economy can be expected while also satisfying the driver's demands.
One common method to select input ground motions to predict dynamic behavior of structures subjected to seismic excitation requires spectral acceleration (Sa) match target mean response spectrum. However, dispersion of ground motions, which explicitly affects the structural response, is rarely discussed in this method. Generally, selecting ground motions matching target mean and variance has been utilized as an appropriate method to predict reliable seismic response. The goal of this paper is to investigate the impact of target spectra variance of ground motions on structural seismic response. Two sets of ground motions with different target variances (zero variance and minimum variance larger than inherent variance of the target spectrum) are selected as input to two different structures. Structural responses at different heights are compared, in terms of peak, mean and dispersion. Results show that increase of target spectra variance tends to increase peak floor acceleration, peak deformation and dispersions of response of interest remarkably. To short-period structures, dispersion increase ratios of seismic response are close to that of Sa of input ground motions at the first period. To long-period structures, dispersions of floor acceleration and floor response spectra increase more significantly at the bottom, while dispersion increase ratios of IDR and deformation are close to that of Sa of input ground motions at the first period. This study could further provide useful information on selecting appropriate ground motion to predict seismic behavior of different types of structures.
Kanee, Ali Reza Taghavee;Kani, Iradj Mahmood Zadeh;Noorzad, Assadollah
Earthquakes and Structures
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제5권1호
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pp.49-65
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2013
This article presents the statistical characteristics of elastic floor acceleration spectra that represent the peak response demand of non-structural components attached to a nonlinear supporting frame. For this purpose, a set of stiff and flexible general moment resisting frames with periods of 0.3-3.6 sec. are analyzed using forty-nine near-field strong ground motion records. Peak accelerations are derived for each single degree of freedom non-structural component, supported by the above mentioned frames, through a direct-integration time-history analysis. These accelerations are obtained by Floor Acceleration Response Spectrum (FARS) method. They are statistically analyzed in the next step to achieve a better understanding of their height-wise distributions. The factors that affect FARS values are found in the relevant state of the art. Here, they are summarized to evaluate the amplification and/or reduction of FARS values especially when the supporting structures undergo inelastic behavior. The properties of FARS values are studied in three regions: long-period, fundamental-period and short-period. Maximum elastic acceleration response of non-structural component, mounted on inelastic frames, depends on the following factors: inelasticity intensity and modal periods of supporting structure; natural period, damping ratio and location of non-structural component. The FARS values, corresponded to the modal periods of supporting structure, are strongly reduced beyond elastic domain. However, they could be amplified in the transferring period domain between the mentioned modal periods. In the next step, the amplification and/or reduction of FARS values, caused by inelastic behavior of supporting structure, are calculated. A parameter called the response acceleration reduction factor ($R_{acc}$), has been previously used for far-field earthquakes. The feasibility of extending this parameter for near-field motions is focused here, suggested repeatedly in the relevant sources. The nonlinearity of supporting structure is included in ($R_{acc}$) for better estimation of maximum non-structural component absolute acceleration demand, which is ordinarily neglected in the seismic design provisions.
The capsizing and consequent sinking of a coastal car ferry was recently reported, with numerous human casualties. The primary cause was determined to be a sudden turn with improperly stowed and secured cargo. Part I of this study introduces how long term acceleration components are determined from seakeeping analyses. A carferry with a displacement of 1,633 tonf was selected as the target vessel. Sea data that included the significant wave heights and periods were collected at four observation buoys, some of which were far away from two main voyage routes: Incheon-Jeju and Pusan-Jeju. Frequency response analyses were performed to obtain the linearized radiation force coefficients, hydrostatic stiffnesses, and wave excitation forces. Time response analyses were sequentially performed to produce the motion-induced acceleration processes. The probabilistic distributions of the acceleration components were determined using a peak and valley counting method. Long term extreme acceleration components were proposed as a final result.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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