The negative stiffness of an active or semi-active damper system has been proven to be very effective in reducing dynamic response. Therefore, energy dissipation devices possessing negative stiffness, such as viscous inertial mass dampers (VIMDs), have drawn much attention recently. The control performance of the VIMD for cable vibration mitigation has already been demonstrated by many researchers. In this paper, a new optimal design procedure for VIMD parameters for taut cable vibration control is presented based on the fixed-points method originally developed for tuned mass damper design. A model consisting of a taut cable and a VIMD installed near a cable end is studied. The frequency response function (FRF) of the cable under a sinusoidal load distributed proportionally to the mode shape is derived. Then, the fixed-points method is applied to the FRF curves. The performance of a VIMD with the optimal parameters is subsequently evaluated through simulations. A taut cable model with a tuned VIMD is established for several cases of external excitation. The performance of VIMDs using the proposed optimal parameters is compared with that in the literature. The results show that cable vibration can be significantly reduced using the proposed optimal VIMD with a relatively small amount of damping. Multiple VIMDs are applied effectively to reduce the cable vibration with multi-modal components.
Lee, Seung-Jae;Truong, Gia Toai;Lee, Ji-Eon;Park, Sang-Hyun;Choi, Kyoung-Kyu
Nuclear Engineering and Technology
/
v.54
no.3
/
pp.1071-1084
/
2022
The present study aims to investigate the dynamic properties of a novel isolation system composed of separate rubber and wire isolators. The testing program comprised pure compressive, pure-shear, compressive-stress dependence, and shear-strain dependence tests that used full-scale test specimens according to ISO 22762-1. A total of 22 test specimens were fabricated and investigated. Among the tests, the pure compressive test was a destructive test that reached up to the failure stage, whereas the others were nondestructive tests before the failure stage. Similar to the pure-shear test, at each compressive-stress level in the compressive dependence test or at each shear-strain level in the shear-strain dependence test, the cyclic loading was conducted for three cycles. In the nondestructive tests, examination of the dynamic shear properties in the X-direction was independent of the Y-direction. The test results revealed that the increase in the shear strain increased the energy dissipation but decreased the damping ratio, whereas the increase in the compressive stress increased the damping ratio. In addition, a macro model was developed to simulate the load-displacement response of the isolation systems, and the prediction results were consistent with the experimental results.
A high-frequency vibration control method is proposed in this paper for Pumped Storage Power Plants (PSPPs) using Eddy Current Tuned Mass Damper (EC-TMD), based on which a new type of EC-TMD device is designed. The eddy current damper parameters are optimized by numerical simulation. On this basis, physical simulation model tests are conducted to compare and study the effect of structural performance with and without damping, different control strategies, and different arrangement positions of TMD. The test results show that EC-TMD can effectively reduce the control effect under high-frequency vibration of the plant structure, and after the additional damping device forms EC-TMD, the energy dissipation is further realized due to the intervention of eddy current damping, and the control effect is subsequently improved. The Multi-Tuned Mass Damper (MTMD) control strategy broadens the tuning band to improve the robustness of the system, and the vibration advantage is more obvious. Also, some suggestions are made for the placement of the dampers to promote their application.
Constitutive modeling that could reasonably predict and effectively evaluate the post-peak structural behavior while eliminating the mesh-dependency in numerical simulation remains to be developed for general engineering applications. Based on the previous work, a simple one-dimensional modeling procedure is proposed to predict and evaluate the post-peak response, as characterized by the evolution of localized strain field, of a steel member to monotonically uniaxial tension. The proposed model extends the classic one-dimensional softening with localization model as introduced by (Schreyer and Chen 1986) to account for the localization length, and bifurcation and rupture points. The new findings of this research are as follows. Two types of strain-softening functions (bilinear and nonlinear) are proposed for comparison. The new failure criterion corresponding to the constitutive modeling is formulated based on the engineering strain inside the localization zone at rupture. Furthermore, a new mathematical expression is developed, based on the strain rate inside and outside the localization zone, to describe the displacement field at which bifurcation occurs. The model solutions are compared with the experimental data on four low-carbon cylindrical steel bars of different lengths. For engineering applications, the model solutions are also compared to the experimental data of a cylindrical steel bar system (three steel bars arranged in series). It is shown that the bilinear and nonlinear softening models can predict the energy dissipation in the post-peak regime with an average difference of only 4%.
Multiple pounding tuned rolling mass damper (MPTRMD) distributed in the cavity of voided slabs is proposed to passively control multi-story frame structures, which disperses the mass of the oscillator to multiple dampers so that the control device can be miniaturized without affecting the vibration control performance. The mechanism and the differential motion equations of the MPTRMD-controlled multi-degree-of-freedom system are derived based on the Lagrange principle. Afterward, this advanced RMD is applied to a simplified 20-floor steel frame to evaluate the seismic control performance in the numerical analysis. A four-storey frame structure equipped with MPTRMD is then taken for a shaking table test to verify its effectiveness of control performance. The pounding mechanism has been detailed studied numerically and experimentally as well. The numerical and experimental results show that the proposed damper is practically promising not only for its prominent control performance but also for its lightweight and space-saving. Additionally, the pounding mechanism influenced by the variable impact parameters exhibits a balance between the two effects of motional limitations and energy dissipation.
Wei Zhang;Seonhoon Kim;Deuckhang Lee;Dichuan Zhang;Jong Kim
Computers and Concrete
/
v.32
no.3
/
pp.339-349
/
2023
Fast-built construction is a key feature for successful applications of precast concrete (PC) moment frame system in recent construction practices. To this end, by introducing some unique splicing details in precast connections, especially between PC columns including panel zones, use of temporary supports and bracings can be minimized based on their self-sustaining nature. In addition, precast wide beams are commonly adopted for better economic feasibility. In this study, three self-sustaining precast concrete (PC) wide beam-column connection specimens were fabricated and tested under reversed cyclic loadings, and their seismic performances were quantitatively evaluated in terms of strength, ductility, failure modes, energy dissipation and stiffness degradation. Test results were compared with ASCE 41-17 nonlinear modeling curves and its corresponding acceptance criteria. On this basis, an improved macro modeling method was explored for a more accurate simulation. It appeared that all the test specimens fully satisfy the acceptance criteria, but the implicit joint model recommended in ASCE 41-17 tends to underestimate the joint shear stiffness of PC wide beam-column connection. While, the explicit joint model along with concentrated plastic hinge modeling technique is able to present better accuracy in simulating the cyclic responses of PC wide beam-column connections.
Due to the irregular shape and the deviation of stiffness center and gravity center, buildings always suffer from complex surface load and vibration response under wind action. This study is dedicated to analyze the surface wind load and wind-induced response of an irregular building, and to discuss the possibility of top swimming pool as a TLD to diminish wind-induced vibration of the structure. Wind tunnel test was carried out on a hotel with irregular shape to analyze the wind load and structural response under 8 wind incident angles. Then a precise numerical model was established and calibrated through experimental results. The top swimming pool was designed according to the principle of frequency modulation, and equations of motion of the control system were derived theoretically. Finally, the wind induced response of the structure controlled by the pool was calculated numerically. The results show that both of wind loads and wind-induced responses of the structure are significantly different with wind incident angle varies, and the across-wind response is nonnegligible. The top swimming pool has acceptable damping effect, and can be designed as TLD to mitigate wind response.
In order to examine the characteristics of tsunami run-up heights on impermeable/permeable slope, a numerical wave tank by upgrading LES-WASS-3D was used in this study. Then, the model were compared with existing hydraulic model test for its verification. The numerical results well reproduced experimental results of solitary wave deformation, propagation and run-up height under various conditions. Also, the numerical simulation with a slope boundary condition has been carried out to understand solitary wave run-up on impermeable/permeable slope. It is shown that the run-up heights on permeable slope is 52.64-63.2% smaller than those on the impermeable slope because of wave energy dissipation inside the porous media. In addition, it is revealed that the numerical results with slope boundary condition agreed well with experimental results in comparison with the results by using stair type boundary condition.
In this paper, a particular type of all-steel HSS brace members with a locally reduced cross-sectional area was experimentally and numerically investigated. The brace member was strengthened against local buckling with inner and outer boxes in the reduced area. Four single-span braced frames were tested under cyclic lateral loadings. Specimens included a simple steel frame with a conventional box-shaped brace and three other all-steel reduced section buckling-restrained braces. After conducting the experimental program, numerical models of the proposed brace were developed and verified with experimental results. Then the length of the proposed fuse was increased and its effect on the cyclic behavior of the brace was investigated numerically. Eventually, the brace was detailed with a fuse-to-brace length of 30%, as well as the cross-sectional area of the fuse-to-brace of 30%, and the cyclic behavior of the system was studied numerically. The study showed that the proposed brace is stable up to a 2% drift ratio, and the plastic cumulative deformation requirement of AISC (2016) is easily achieved. The proposed brace has sufficient ductility and stability and is lighter, as well as easier to be fabricated, compared to the conventional mortar-filled BRB and all-steel BRB.
Zarrintala, Hadi;Maleki, Ahmad;Yaghin, Mohammad Ali Lotfollahi
Earthquakes and Structures
/
v.23
no.3
/
pp.297-313
/
2022
Composite steel plate shear wall (CSPSW) is a relatively novel structural system proposed to improve the performance of steel plate shear walls by adding one or two layers of concrete walls to the infill plate. In addition, the buckling of the infill steel plate has a significant negative effect on the shear strength and energy dissipation capacity of the overall systems. Accordingly, in this study, using the finite element (FE) method, the performance and behavior of composite steel shear walls using T-shaped stiffeners to prevent buckling of the infill steel plate and increase the capacity of CSPSW systems have been investigated. In this paper, after modeling composite steel plate shear walls with and without steel plates with finite element methods and calibration the models with experimental results, effects of parameters such as several stiffeners, vertical, horizontal, diagonal, and a combination of T-shaped stiffeners located in the composite wall have been investigated on the ultimate capacity, web-plate buckling, von-Mises stress, and failure modes. The results showed that the arrangement of stiffeners has no significant effect on the capacity and performance of the CSPSW so that the use of vertical or horizontal stiffeners did not have a significant effect on the capacity and performance of the CSPSW. On the other hand, the use of diagonal hardeners has potentially affected the performance of CSPSWs, increasing the capacity of steel shear walls by up to 25%.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.