Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.18
no.4
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pp.105-111
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2018
In this study, the seismic performance and behavior characteristics of the upper truss structure of the large stadium are analyzed by nonlinear dynamic analysis. In the nonlinear dynamic analysis, the earthquake records were generated by site response analysis to simulate the nonlinear behavior of the relevant soil condition where the structure is located. Nonlinear dynamic analysis was performed using Perform-3D and the nonlinear properties of the substructure and the superstructure were determined in accordance with KISTEC guideline. According to the analysis results, excessive deformation occurred in the upper truss element, and plastic hinges exceeded the target performance in some members. Buckling-restrained brace is used for seismic retrofit of stadium structures and the analysis results shows the interstory drift satisfies the target performance level with dissipating the seismic energy efficiently.
This paper presents finite element (FE) based pushover analysis of a reinforced concrete structure with a two-leaf cavity wall (TLCW) to estimate the performance level of this structure. In addition to this, an unreinforced masonry (URM) model was selected for comparison. Simulations and analyses of these structures were performed using the DIANA FE program. The mentioned structures were selected as two storeys and two bays. The dimensions of the structures were scaled 1:1.5 according to the Cauchy Froude similitude law. A shake table experiment was implemented on the reinforced concrete structure with the two-leaf cavity wall (TLCW) at the National Civil Engineering Laboratory (LNEC) in Lisbon, Portugal. The model that simulates URM was not experimentally studied. This structure was modelled in the same manner as the TLCW. The purpose of this virtual model is to compare the respective performances. Two nonlinear analyses were performed and compared with the experimental test results. These analyses were carried out in two phases. The research addresses first the analysis of a structure with only reinforced concrete elements, and secondly the analysis of the same structure with reinforced concrete elements and infill walls. Both researches consider static loading and pushover analysis. The experimental pushover curve was plotted by the envelope of the experimental curve obtained on the basis of the shake table records. Crack patterns, failure modes and performance curves were plotted for both models. Finally, results were evaluated on the basis of the current regulation ASCE/SEI 41-06.
The key issue for the finite element analysis (FEA) of section steel reinforced concrete (SRC) structure is how to consider the bond-slip performance. However, the bond-slip performance is hardly considered in the FEA of SRC structures because it is difficult to achieve in the finite element (FE) model. To this end, the software developed by Python can automatically add spring elements for the FE model in ABAQUS to considering bond-slip performance. The FE models of the push-out test were conducted by the software and calculated by ABAQUS. Comparing the calculated results with the experimental ones showed that: (1) the FE model of SRC structure with the bond-slip performance can be efficiently and accurately conducted by the software. For the specimen with a length of 1140 mm, 3565 spring elements were added to the FE model in just 6.46s. In addition, different bond-slip performance can also be set on the outer side, the inner side of the flange and the web. (2) The results of the FE analysis were verified against the corresponding experimental results in terms of the law of the occurrence and development of concrete cracks, the stress distribution on steel, concrete and steel bar, and the P-S curve of the loading and free end.
Jahromi, H. Zolghadr;Izzuddin, B.A.;Zdravkovic, L.
Interaction and multiscale mechanics
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v.1
no.1
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pp.33-51
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2008
This paper investigates the modelling of coupled soil-structure interaction problems by domain decomposition techniques. It is assumed that the soil-structure system is physically partitioned into soil and structure subdomains, which are independently modelled. Coupling of the separately modelled partitioned subdomains is undertaken with various algorithms based on the sequential iterative Dirichlet-Neumann sub-structuring method, which ensures compatibility and equilibrium at the interface boundaries of the subdomains. A number of mathematical and computational characteristics of the coupling algorithms, including the convergence conditions and choice of algorithmic parameters leading to enhanced convergence of the iterative method, are discussed. Based on the presented coupling algorithms a simulation environment, utilizing discipline-oriented solvers for nonlinear structural and geotechnical analysis, is developed which is used here to demonstrate the performance characteristics and benefits of various algorithms. Finally, the developed tool is used in a case study involving nonlinear soil-structure interaction analysis between a plane frame and soil subjected to ground excavation. This study highlights the relative performance of the various considered coupling algorithms in modelling real soil-structure interaction problems, in which nonlinearity arises in both the structure and the soil, and leads to important conclusions regarding their adequacy for such problems as well as the prospects for further enhancements.
Jean Paul Irakoze;Shujin Li;Wuchuan Pu;Patrice Nyangi;Amedee Sibomana
Earthquakes and Structures
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v.25
no.6
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pp.399-415
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2023
In this study, we investigate the use of a negative stiffness tuned inerter damper system to improve the performance of a base-isolated structure. The negative stiffness tuned inerter damper system consists of a tuned inerter damper connected in parallel with a negative stiffness element. To find the optimal parameters for the base-isolated structure with negative stiffness tuned inerter damper system, we develop an optimization method based on performance criteria. The objective of the optimization is to minimize the superstructure acceleration response ratio, while ensuring that the base displacement response ratio remains below a specified target value. We evaluate the proposed method by conducting numerical analyses on an eight-story building. The structure is modeled using both a simplified 3-degree-of-freedom system and a more detailed story-by-story shear-beam model. Lastly, a comparative analysis using time history analysis is performed to compare the performance of the base-isolated structure with negative stiffness tuned inerter damper system with that of the base-isolated structure and base-isolated structure with tuned inerter damper systems. The results obtained from the comparative analysis show that the negative stiffness tuned inerter damper system outperforms the tuned inerter damper system in reducing the dynamic seismic response of the base-isolated structure. Overall, this study demonstrates that the negative stiffness tuned inerter damper system can effectively enhance the performance of base-isolated structures, providing improved seismic response reduction compared to other systems.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.25
no.2
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pp.189-198
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2014
In this paper, we propose a SSD(Simultaneous Single band Duplex) system using turbo equalizer with frame structure for simultaneous full-duplex communication in single band. the proposed system uses frame structure for self-interference cancellation effectively. In this paper, performance of the proposed system with frame structure compares to performance of SSD system without frame structure to analysis performance of the proposed system with frame structure. Simulation results show that the performance of proposed system with frame structure is batter than performance of SSD system without frame structure when the number of global iterations of both system is same. Using proposed system with frame structure, we can verify that the performance like SSD system without frame structure by few global iteration of turbo equalizer.
To proactively respond to internal and external changes such as the recent demographic change and rising demand for diversified housing types, this study investigated the framed-structure free plan public house model proposed by the LH to look at the seismic performance of framed-structure apartment according to damper system use through non-linear analysis. The effectiveness thereof was also examined in terms of performance and economy. As a result, the proposed damper system application method to framed-structure free plan public house model was found to meet the performance requirements of the present earthquake-resistant design (KBC2016) and effective to apply to designs. The max response displacement and max response acceleration were compared based on the nonlinear analysis. As a result, the building with damper system showed better earthquake resistance performance than earthquake-resistant structure thanks to the damper system, although the base shear of earthquake-resistant system was reduced by 20% in design. The damper system is expected to help reduce building damage while ensuring excellent earthquake resistance performance. In addition, the framework quantities of earthquake-resistant structure and structure with damping system were compared. As a result, columns were found to reduce concrete amount by about 3.9% and rebar, by about 7.3%. Walls showed about 12.6% reduction in concrete and about 10.7% in rebar. In terms of cost, framework construction cost including formwork and foundation expenses was expected to drop by about 5~6%.
The use of the rigid polyurethane foam (RPF) to strengthen buried structures against blast terror has great interests from engineering experts in structural retrofitting. The aim of this study is to use the RPF to strengthen the buried structures under blast load. The buried structure is considered to study the RPF as structural retrofitting. The Guowei model (Guowei et al. 2010) is considered as a case study. The finite element analysis (FEA) is also used to model the buried structure under shock wave. The buried structure performance is studied based on detonating different TNT explosive charges. There is a good agreement between the results obtained by both the Guowei model and the proposed numerical model. The RPF improves the buried structure performance under the blast wave propagation.
Noh, Jae Hee;Jo, Gwang Hee;Lee, Jang Yong;Lee, Sang Jeong
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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v.11
no.2
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pp.135-146
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2022
In GNSS, the structure of the navigation message has been improved to increase the flexibility of data addition and transmission, and the robustness of message reception in a low SNR environment. GNSS signals currently being broadcast have a different message structure from each other, and the structure can be largely classified into the fixed structure, the packetized structure, and the packetized and fixed pattern structure. This paper analyzes the features of these three types of structures and compares the performance using the indicators. It can be seen that the performance after adopting the packetized structure is superior to those of other structures. In particular, there has been remarkable improvement in terms of the message management and transmission efficiency.
Aiming at studying the plastic hinge (PH) evolution regularities and failure mode of rocking wall moment frame (RWMF) structure in earthquakes, the whole-working history analysis of seismic performance state of RWMF structure based on co-operation performance and PH evolution was carried out. Building upon the theoretical analysis of the elastic internal forces and deformations of RWMF structures, nonlinear finite element analysis (FEA) methods were employed to perform both Pushover analysis and seismic response time history analysis under different seismic coefficients (δ). The relationships among PH occurrence ratios (Rph), inter-story drifts and δ were established. Based on the plotted curve of the seismic performance states, evaluation limits for the Rph and inter-story drifts were provided for different performance states of RWMF structures. The results indicate that the Rph of RWMF structures exhibits a nonlinear evolution trend of "fast at first, then slow" with the increasing of δ. The general pattern is characterized by the initial development of beam hinges in the middle stories, followed by the development towards the top and bottom stories until the beam hinges are fully formed. Subsequently, the development of column hinges shifts from the bottom and top stories towards the middle stories of the structure, ultimately leading to the loss of seismic lateral capacity with a failure mode of partial beam yield, demonstrating a global yielding pattern. Moreover, the limits for the Rph and inter-story drifts effectively evaluate the five different performance states of RWMF structures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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