For energy-based seismic design, a simplified normalized cumulative hysteretic energy spectrum proposed for obtaining hysteretic energy as energy demand is the main objective in this paper. The dimensionless parameter, ${\beta}_{Eh}$, is presented to express hysteretic energy indirectly. The ${\beta}_{Eh}$ spectrum is constructed directly through subtracting the hysteretic energy of single degree-of-freedom (SDOF) system energy equation. The simplified ${\beta}_{Eh}$ spectral formulation as well as pseudo-acceleration spectrum of modern seismic provisions is developed based on the regression analysis of the large number of seismic responses of SDOF system subjected to earthquake excitations, which considers the influence of earthquake event, soil type, damping ratio, and ductility factor. The relationship between PGV and PGA is established according to the statistical analysis relied on a total of 422 ground motion records. The combination of ${\beta}_{Eh}$ spectrum and PGV/PGA equation allows determining the cumulative hysteretic energy as a main aseismic design indicator.
Ductility capacity is comprehensively studied for steel moment-resisting frames. Local, story and global ductility are being considered. An appropriate measure of global ductility is suggested. A time domain nonlinear seismic response algorithm is used to evaluate several definitions of ductility. It is observed that for one-story structures, resembling a single degree of freedom (SDOF) system, all definitions of global ductility seem to give reasonable values. However, for complex structures it may give unreasonable values. It indicates that using SDOF systems to estimate the ductility capacity may be a very crude approximation. For multi degree of freedom (MDOF) systems some definitions may not be appropriate, even though they are used in the profession. Results also indicate that the structural global ductility of 4, commonly used for moment-resisting steel frames, cannot be justified based on this study. The ductility of MDOF structural systems and the corresponding equivalent SDOF systems is studied. The global ductility values are very different for the two representations. The ductility reduction factor $F_{\mu}$ is also estimated. For a given frame, the values of the $F_{\mu}$ parameter significantly vary from one earthquake to another, even though the maximum deformation in terms of the interstory displacement is roughly the same for all earthquakes. This is because the $F_{\mu}$ values depend on the amount of dissipated energy, which in turn depends on the plastic mechanism, formed in the frames as well as on the loading, unloading and reloading process at plastic hinges. Based on the results of this study, the Newmark and Hall procedure to relate the ductility reduction factor and the ductility parameter cannot be justified. The reason for this is that SDOF systems were used to model real frames in these studies. Higher mode effects were neglected and energy dissipation was not explicitly considered. In addition, it is not possible to observe the formation of a collapse mechanism in the equivalent SDOF systems. Therefore, the ductility parameter and the force reduction factor should be estimated by using the MDOF representation.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
/
v.7
no.6
/
pp.71-80
/
2003
Though a nonlinear time history analysis may be provided to estimate more exactly the seismic performance of building structure, approximation methods are still needed in the aspect of practicality and simplicity, In converting a multi-story structure to an equivalent SDOF system, the mode vectors of the multi-story structure are assumed as the mode shape in elastic state regardless of elastic or elastic-plastic state. However, the characteristics of displacement mode are also changed after the yielding made in the structural elements, because the structure becomes inelastic in each incremental load step. In this research, a method of converting MDOF system to ESDOF system is presented by using nonlinear displacement mode considering the mode change of structures after the yielding. Also, the accuracy and efficiency of the method of the nonlinear displacement mode method of the estimate of seismic response of Mixed Building Structures were examined by comparing the displacements of the roof level of the multi-story building structures estimated from this converted displacement response of ESDOF with the displacement of the roof level through the nonlinear dynamic analysis of the multi-story building structures subjected to an actual earthquake excitation.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
/
2001.04a
/
pp.180-189
/
2001
In this study, recently developed unscented Kalman filter (UKF) technique is studied for identification of nonlinear structural dynamic systems as an alternative to the extended Kalman filter (EKF). The EKF, which was originally developed as a state estimator for nonlinear systems, has been frequently employed for parameter identification by introducing the state vector augmented with the unknown parameters to be identified. However, the EKF has several drawbacks such as biased estimations and erroneous estimations especially for highly nonlinear dynamic systems due to its crude linearization scheme. To overcome the weak points of the EKF, the UKF was recently developed as a state estimator. Numerical simulation studies have been carried out on nonlinear SDOF system and nonlinear MDOF system. The results from a series of numerical simulations indicate that the UKF is superior to the EKF in the system identification of nonlinear dynamic systems especially highly nonlinear systems.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
/
2001.10a
/
pp.117-126
/
2001
In this study, the recently developed unscented Kalman filter (UKF) technique is studied for identification of nonlinear structural dynamic systems as an alternative to the extended Kalman filter (EKF). The EKF, which was originally developed as a state estimator for nonlinear systems, has been frequently employed for parameter identification by introducing the state vector augmented with the unknown parameters to be identified. However, the EKF has several drawbacks such as biased estimations and erroneous estimations especially for highly nonlinear dynamic systems due to its crude linearization scheme. To overcome the weak points of the EKF, the UKF was recently developed as a state estimator. Numerical simulation studies have been carried out on nonlinear SDOF system and nonlinear MDOF system. The results from a series of numerical simulations indicate that the UKF is superior to the EKF in the system identification of nonlinear dynamic systems especially highly nonlinear systems.
Methods based on nonlinear static analysis as simple tools could be used for the seismic analysis and assessment of structures. In the present study, capability of the N2 method as a well-known nonlinear analysis procedure examines for the estimation of the damage index of multi-storey reinforced concrete frames. In the implemented framework, equivalent single-degree-of-freedom (SDOF) models are utilized for the global damage estimation of multi-degree-of-freedom (MDOF) systems. This method does not require high computational analysis and subsequently decreases the required time of seismic design and assessment process. To develop the methodology, RC frames with period range from 0.4 to 2.0 s under 40 records are studied. The effectiveness of proposed technique is evaluated through numerical study under near- and far-field earthquake ground motions. Finally, the results of developed models are compared with two other simplified schemes along with nonlinear time history analysis results of multi-storey frames. To improve the accuracy of damage estimation, a modified relation is presented based on the N2 method results for near- and far-field earthquakes.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
/
2002.10a
/
pp.370-377
/
2002
Hwang et al (2001) proposed a new method for an evaluation of equivalent damping ratios of a linear structure with linear or nonlinear damping devices. This procedure has a disadvantage that it requires time history analysis for the whole system including damping devices, which may be troublesome for practical application. To tackle this problem closed form formulas for equivalent damping ratios are proposed in this study. It is assumed that the responses of MDOF system can be reproduced by an equivalent SDOF system which vibrates in a fundamental mode. The numerical analyses of a ten-story building equipped with linear viscous damper or active mass damper or friction damper show the effectiveness of equivalent SDOF model and closed form formulas.
Kim, Dong-Seok;Koh, Hyun-Moo;Choi, Chang-Yeol;Park, Won-Suk
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
/
v.12
no.1
/
pp.11-20
/
2008
In probabilistic seismic analysis of nonlinear structural system, dynamic analysis is performed to obtain the distribution of the response estimate using input ground motion time histories which correspond to a given seismic hazard level. This study investigates the differences in the distribution of the responses and the failure probability according to input ground motion models. Two types of input ground motion models are considered: real earthquake records scaled to specified intensity level and artificial input ground motion fitted to design response spectrum. Simulation results fir a nonlinear SDOF system demonstrate that the spectrum matched input ground motion produces larger failure probability than those of scaled input ground motion due to biased responses. Such tendency is more remarkable in the site of soft soil conditions. Analysis results show that such difference of failure probability is due to the conservative estimation of design response spectrum in the range of long period of ground motion.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
/
v.16
no.2
/
pp.173-182
/
2003
In equivalent static nonlinear analysis and in energy-based design, the structures are generally transformed into an equivalent SDOF system. In this study the seismic energy demands in multi story structures, such as three-, eight-, and twenty-story steel moment-resisting frames(MRF), buckling restrained braced frames(BRBF) and a damage tolerant braced frame(DTBF), are compared with those of equivalent single degree of freedom(ESDOF) systems. Sixty earthquake ground motions recorded In different soil conditions, which are soft rock, soft soil, and neat fault, were used to compute the input and hysteretic energy demands in model structures. In case the modal mass coefficient is less than 0.8, the effects of higher modes are considered in the process of converting into ESDOF According to the analysis results, the hysteretic and input energies obtained from 3 story and 8 story MRF and DTBF agreed well with the results from analysis of equivalent SDOF systems. However in the 20 story BRBF the results from ESDOF underestimated those obtained from the original structures.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
/
1998.04a
/
pp.212-219
/
1998
Dynamic analyses are performed for the wood structure modeled as a SDOF hysteretic system. The hysteresis model presented is a modified version of Takeda model. The comparison between the results of numerical simulation and the experimental results show good agreements in overall tendencies. The response of wood structure subjected to artificially generated earthquakes considering site effects is studied. It appears that the response is very strongly influenced by the intensity and the frequency contents of the ground motion.
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.