In the past 20 years, seismic isolation has see a variety of applications in design of structures to mitigate seismic hazard. In particular, isolation has been seen as a means of achieving enhanced seismic performance objectives, such as those for hospitals, critical emergency response facilities, mass electronic data storage centers, and similar buildings whose functionality following a major seismic event is either critical to the public welfare or the financial solvency of an organization. While achieving these enhanced performance objectives is a natural (and oftentimes requisite) application of seismic isolation, little attention has been given to the extension of current design practice to isolated buildings which may have more conventional performance objectives. The development of a rational design methodology for isolated buildings requires thorough investigation of the behavior of isolated structures subjected to seismic input of various recurrence intervals, and which are designed to remain elastic only under frequent events. This paper summarizes these investigations, and proposed a consistent probabilistic framework within which any combination of performance objectives may be met. Analytical simulations are presented, the results are summarized. The intent of this work is to allow a building owner to make informed decisions regarding tradeoffs between superstructure performance (drifts, accelerations) and isolation system performance. Within this framework, it is possible to realize the benefits of designing isolated buildings for which the design criteria allows consideration of multiple performance goals.
This paper is the sequel of a companion paper (I. Performance Evaluation) evaluating the relation between the seismic performance of steel intermediate moment frames (IMFs) and the rotation capacity of connections. The evaluation revealed that the seismic performance of IMFs having the required minimum rotation capacity suggested in the current standards did not meet the seismic performance criteria presented in FEMA 695. Therefore, thepresent study evaluates the causes of the vulnerable seismic performance for steel IMFs and proposes alternatives to satisfy the seismic performance suggested in FEMA 695. To that goal, the results of nonlinear analysis, which are the pushover analysis and the incremental dynamic analysis, are examined and evaluated. As a result, high-rise IMF systems are seen to have the lower collapse margin ratio after connection fracture than row-rise IMF systems and, the actual response isfound to compared tothedesign drift ratio acting on design load design. Finally, the minimum design load values are proposed to meet the seismic performance suggested in FEMA 695 for IMF systems having vulnerable seismic performance.
This paper reviews the current seismic design code and research for dynamic earth pressure on retaining structures. Domestic design codes do not clearly define the estimation of dynamic earth pressure and give different comments for seismic coefficient, wall inertia and distribution of dynamic earth pressure using Mononobe-Okabe method. AASHTO has been revised reflecting current research and aims for effective seismic design. Various design codes are analyzed to compare their performance and economic efficiency. The results are used to make improvement of current domestic seismic design code. Further, it is concluded that the experimental investigation is also needed to verify and improve domestic seismic code for dynamic earth pressure.
본 연구에서는 소방시설의 내진설계기준에 의한 Cook Book 방식과 Static System Analysis 방식을 비교 해석하였다. Cook Book 방식은 배관을 동일 구간마다 나누어 해석한다. 이 방식은 배관, 물 그리고 관부속의 무게에 따라 버팀대를 설계하는 방식으로 해석하는 구간 외에는 응력해석이 불가능하다. 그러나 Static System Analysis는 배관 전체를 하나의 구조체로 보기 때문에 전체 배관에 대한 응력해석이 가능하다. 국소적으로 발생되는 치명적 응력 값에 대해서는 국부적으로 배관의 응력을 해소할 수 있는 장치의 설치를 통해 적극적으로 배관해석을 할 필요가 있다. 국내의 경우 소방시설의 내진설계기준이 Cook Book 방식만을 제시하고 있어 내진설계의 다양화에 많은 문제점을 가지고 있다. 그러므로 공학적으로 검증된 여러 종류의 Static System Analysis 방법을 통해 배관의 내진 설계를 방법을 적용할 필요가 있다.
For estimating the seismic demand of buildings, most seismic design provisions permit conducting linear and nonlinear response history analysis. In order to obtain reliable results from response history analyses, a proper selection of input ground motions is required. In this study, an accurate algorithm for selecting and scaling ground motions is proposed, which satisfies the ASCE 7-10 criteria. In the proposed algorithm, a desired number of ground motions are sequentially scaled and selected from a ground motion library without iterations.
The current 2002 Indonesian Seismic Code consists of prescriptive criteria that are intended to result in buildings capable of providing certain levels of performance. However, the actual performance capability of buildings is not assessed as part of the code procedures. Several analysis procedures are allowed, and the state of practice is to use the RSA with six-zone seismic map developed for 475-year earthquake. This code is being revised and will adopt many of the ASCE7-10 provisions and 2475-year earthquake for MCE. The growth of tall buildings compels engineers to look for more optimal lateral system. The use of RC core wall as single system has been adopted by very few engineering firms, which is allowed in the current code but will no longer be the case if the new one is in effect. Other innovative structural system such as core wall and outrigger is not addressed in the proposed new code. Engineers must then resort to NLRHA. Currently, one 50-story building under construction using RC core wall and outrigger has been designed with RSA and employing capacity design principles, then evaluated using NLRHA per TBI Guidelines. Based on the evaluation, the performance of the 50-story building generally still meets the criteria of the TBI Guidelines. The result of the case study is presented in this paper.
The use of high-strength steels in construction of highrise and mega building structures can bring about many technological advantages from fabrication to erection. However, key design criteria such as local and lateral stability in current steel design specifications were developed based on tests of ordinary steels which have stress-strain characteristics very different from that of high strength steels. A series of tests on 800 MPa tensile strength steel (HSA800) members are summarized in this paper which were conducted to investigate the appropriateness of extrapolating current ordinary-steel based design criteria to high strength steels. 800 MPa I-shape beam specimens designed according to flange local buckling (FLB) criteria of the AISC Specification developed a sufficient strength for elastic design and a marginal rotation capacity for plastic design. It is shown that, without introducing distinct and significant yield plateau to the stress-strain property of high-strength steel, it is inherently difficult to achieve a high rotation capacity even if all the current stability limits are met. 800 MPa I-shape beam specimens with both low and high warping rigidity exhibited sufficient lateral torsional buckling (LTB) strength. HSA800 short-column specimens with various edge restraint exhibited sufficient local buckling strength under uniform compression and generally outperformed ordinary steel specimens. The experimental P-M strength was much higher than the AISC nominal P-M strength. The measured residual stresses indicated that the impact of residual stress on inelastic buckling of high-strength steel is less. Cyclic seismic test results showed that HSA800 members have the potential to be used as non-ductile members or members with limited ductility demand in seismic load resisting systems. Finally, recent applications of 800 MPa high strength steel to highrise and mega building structures in Korea are briefly presented.
Seismic performance of ordinary reinforced concrete shear wall systems commonly used in high-rise residential buildings is evaluated. Three types of shear walls exceeding 60m in height are designed by performance-based seismic design. Then, incremental dynamic analysis is performed collapse probability is assessed in accordance with the procedure of FEMA P695. As a result, story drift, plastic rotation, and compressive strain are observed to be major failure modes, but shear failure occur little. Collapse probability and collapse margin ratio of performance groups do not meet requirement of FEMA P695. It is observed that critical wall elements fail due to excessive compressive strain. Therefore, the compressive strain of concrete at the boundary area of the shear wall needs to be evaluated with more conservative acceptance criteria.
The ductility of the system based on the capacity of each structural member constituting the seismic force-resisting system is a significant factor determining the structure's seismic performance. This study aims to provide a procedure to supplement the current seismic design criteria to secure the system's ductility and improve the seismic performance of the steel ordinary moment frames. For the study, a nonlinear analysis was performed on the 9- and 15-story model buildings, and the formation of collapse mechanisms and damage distribution for dynamic loads were analyzed. As a result of analyzing the nonlinear response and damage distribution of the steel ordinary moment frame, local collapse due to the concentration of structural damage was observed in the case where the influence of the higher mode was dominant. In this study, a procedure to improve the seismic performance and avoid inferior dynamic response was proposed by limiting the strength ratio of the column. The proposed procedure effectively improved the seismic performance of steel ordinary moment frames by reducing the probability of local collapse.
Cassiano, David;D'Aniello, Mario;Rebelo, Carlos;Landolfo, Raffaele;da Silva, Luis S.
Steel and Composite Structures
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제21권3호
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pp.479-500
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2016
Seismic design criteria allow enhancing the structural ductility and controlling the damage distribution. Therefore, detailing rules and design requirements given by current seismic codes might be also beneficial to improve the structural robustness. In this paper a comprehensive parametric study devoted to quantifying the effectiveness of seismic detailing for steel Moment Resisting Frames (MRF) in limiting the progressive collapse under column loss scenarios is presented and discussed. The overall structural performance was analysed through nonlinear static and dynamic analyses. With this regard the following cases were examined: (i) MRF structures designed for wind actions according to Eurocode 1; (ii) MRF structures designed for seismic actions according to Eurocode 8. The investigated parameters were (i) the number of storeys; (ii) the interstorey height; (iii) the span length; (iv) the building plan layout; and (v) the column loss scenario. Results show that structures designed according to capacity design principles are less robust than wind designed ones, provided that the connections have the same capacity threshold in both cases. In addition, the numerical outcomes show that both the number of elements above the removed column and stiffness of beams are the key parameters in arresting progressive collapse.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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