Serror, Mohammed H.;El-Gazzar, Sherif O.;Mourad, Sherif A.
Earthquakes and Structures
/
제8권5호
/
pp.1091-1111
/
2015
Base isolation is an effective method for protecting structures against earthquake hazard. It elongates the period of vibration and introduces supplemental damping to the structural system. The stiffness, damping and displacement are coupled forcing the code seismic design procedure to be unnecessarily complicated. In addition, the force reduction factor -a key parameter in the design procedurehas not been well addressed by seismic design codes at the high levels of damping due to the pronounced difference between pseudo and actual accelerations. In this study, a comparison has been conducted to evaluate eight different methods, in the literature, for calculating the force reduction factor due to damping. Accordingly, a simplified seismic analysis procedure has been proposed based on the well documented N2 method. Comprehensive analysis has been performed for base-isolated structure models for direct application and verification of the proposed procedure. The results have been compared with those of the European code EC8, the nonlinear time history analysis and investigations in the literature, where good agreement has been reported. In addition, a discussion has been elaborated for the resulted response of the base-isolated structure models with respect to the dynamic characteristics of the base isolation system.
Air foil bearing supports the rotating journal using hydrodynamic force generated at thin air film. The bearing performance, stiffness, damping coefficient and load capacity, depends on the rotating speed and the performance of the elastic foundation, bump foil. The main focus of this study is to decide the dynamic performance of corrugated bump foil, structural stiffness and Coulomb damping caused by friction between bump foil and top foil/bump foil and housing. Structural stiffness is determined by the bump shape (bump height, pitch and bump thickness), dry-friction, and interacting force filed up to fixed end. So, the change of the characteristics was considered as the parameters change. The air foil bearing specification for analysis follows the general size; diameter 38.1 mm and length 38.1mm (L/D=1.0). The results show that the stiffness at the fixed end is more than the stiffness at the free end, Coulomb damping is more at the fixed end due to the small displacement, and two dynamic characteristics are dependent on each other.
In this work, the mechanism of damping and its theoretical evaluation for layered aluminium cantilever structures jointed with a number of equispaced connecting bolts under an equal tightening torque have been considered. Extensive experiments have been conducted on a number of specimens for comparison with numerical results. Intensity of interface pressure, its distribution pattern, dynamic slip ratio and kinematic coefficient of friction at the interfaces, relative spacing of the connecting bolts, frequency and amplitude of excitation are found to play a major role on the damping capacity of such structures. It is established that the damping capacity of structures jointed with connecting bolts can be improved largely with an increase in number of layers maintaining uniform intensity of pressure distribution at the interfaces. Thus the above principle can be utilized in practice for construction of aircraft and aerospace structures effectively in order to improve their damping capacity which is one of the prime considerations for their design.
Based on a full layerwise displacement shell theory, the nitration and damping characteristics of cylindrical sandwiched panels with viscoelastic layers are investigated. The transverse shear deformation and the normal strain of the cylindrical hybrid panels are fully taken into account for the structural damping modelling. The present finite element model Is formulated by using Hamilton's virtual work principle and the cylindrical curvature of hybrid panels is exactly modeled. Modal loss factors and frequency response functions are analyzed for various structural parameters of cylindrical sandwich panels. Present results show that the full layerwise finite element method can accurately predict the vibration and damping characteristics of the cylindrical hybrid panels with surface damping treatments and constrained layer damping.
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.
Structural damping enhancement of composite flexures and aeroelastic stability of a hingeless rotor system are investigated. Constrained layer damping (CLD) treatments are applied in order to increase structural damping of flexures. Material damping property of viscoelastic layer is modelled as complex modulus. Modal analysis of composite flexures with attached viscoelastic layers and constraining layers are performed using MSC/NASTRAN and the effects of CLD treatments are verified with the modal test results. The composite flexures with CLD are applied to a 4-bladed, 2-meter diameter, Froude-scaled, soft-in-plane hingeless rotor system. The aeroelastic stability is tested at hovering condition and the effects of CLD are investigated. It is shown that the CLD treatment effectively enhance the aeroelastic stability at hover.
Based on a full layerwise displacement shell theory, the vibration and damping characteristics of cylindrical sandwiched panels with viscoelastic layers are investigated. The transverse shear deformation and the normal strain of the cylindrical hybrid panels are fully taken into account for the structural damping modelling. The present finite element model is formulated by using Hamilton's virtual work principle and the cylindrical curvature of hybrid panels is exactly modeled. Modal loss factors and frequency response functions are analyzed for various structural parameters of cylindrical sandwich panels. Present results show that the full layerwise finite element method can accurately predict the vibration and damping characteristics of the cylindrical hybrid panels with surface damping treatments and constrained layer damping.
A new method is proposed in this study for estimating the damping ratio of a super tall building under strong wind loads with short-time measured acceleration signals. This method incorporates two main steps. Firstly, the power spectral density of wind-induced acceleration response is obtained by the wavelet transform, then the dynamic characteristics including the natural frequency and damping ratio for the first vibration mode are estimated by a nonlinear regression analysis on the power spectral density. A numerical simulation illustrated that the damping ratios identified by the wavelet spectrum are superior in precision and stability to those values obtained from Welch's periodogram spectrum. To verify the efficiency of the proposed method, wind-induced acceleration responses of the Guangzhou West Tower (GZWT) measured in the field during Typhoon Usagi, which affected this building on September 22, 2013, were used. The damping ratios identified varied from 0.38% to 0.61% in direction 1 and from 0.22% to 0.59% in direction 2. This information is expected to be of considerable interest and practical use for engineers and researchers involved in the wind-resistant design of super-tall buildings.
The seismic responses of a base Isolated Pressurized Water Reactor(PWR) are investigated using a mathematical model which expresses the superstructure as a linear lumped mass-spring and the seismic Isolator as an equivalent spring-damper. Time history analyses are performed for the 1940 El Centre earthquake with linear amplification. In the analysis 5% of structural damping is used for the superstructure. The effects of high damping rubber bearing on seismic response of the superstructure in base isolated system are evaluated for four stiffness model types. The acceleration responses in base isolated PWR superstructure with high damping rubber bearings are much smaller than those in fixed base structure. In the higher strain region where stiffness behaves non-linearly, the acceleration responses modelled by one equivalent stiffness are smaller than those in nonlinear spring model, and the higher stiffness spring model of isolator exhibits larger peak acceleration response at superstructure in the frequency range above 2.0 Hz. when subjected to linearly amplified 1940 El Centre earthquake.
The paper presents a generalization of existing analytical approaches to determine the across-wind aerodynamic damping of tall structures through the quasi-steady theory. The theory takes into account the nature of non-uniform wind, structural mode shapes and the variation of structural parameters. Numerical applications on a prototype high-rise building and a real sculptural tower point out that the common approach may be over simplified, giving rise to inappropriate predictions of the aerodynamic damping. The role of the structural mode shapes, usually being neglected for uniform structures, is then highlighted.
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.