The dynamic responses of a rocking wall-moment frame (RWMF) with a post-tensioned cable are investigated. The nonlinear equations of motions are developed, which can be categorized as a single-degree-of-freedom (SDOF) model. The model is validated through comparison of the rocking response of the rigid rocking wall (RRW) and displacement of the moment frame (MF) against that obtained from Finite Element analysis when subjected ground motion excitation. A comprehensive parametric analysis is carried out to determine the seismic performance factors of the RWMF systems under near-fault trigonometric pulse excitation. The horizontal displacement of the RWMF system is compared with that of MF structures without RRW, revealing the damping effect of the RRW. Frame displacement spectra excited by trigonometric pulses and recorded earthquake ground motions are constructed. The effects of pulse type, mass ratio, frame stiffness, and wall slenderness variations on the displacement spectra are presented. The paper shows that the coupling with a RRW has mixed results on suppressing the maximum displacement response of the frame.
The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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pp.218-223
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2009
During the process of excavation for substructures of buildings, precise and constant measurements of retaining wall displacement is crucial for construction to be complete and safe. Currently an inclinometer is used to measure displacement around the perimeter of an excavation site. The existing inclinometer system requires an instrument to be placed inside pre-bored holes for each measurement with an typical interval of two weeks. This makes it difficult to obtain continuous displacement data, especially during a critical time such as rainy season in summer. Also, the existing inclinometer is placed at certain distance away from the retaining wall system itself. Thus, exact measurement of retaining wall movement is compromised because of the distance between the retaining wall and the inclinometer. This paper presents the development of wireless inclinometer system for the displacement measurement of retaining walls by being attached directly to the retaining wall. The result of the application of the developed systems are provided with advanced ubiquitous sensor network (USN) system features. The USN technique incorporated into the system enables users to monitor movement data from wherever possible and convenient such as construction manager's office on site or any other places connected through internet. The research work presented in this paper will provide a basis to save construction time and cost by preventing safe-related unexpected delay of construction due to the failure or collapse of retaining walls.
In this study, it collected and analyzed a construction case of the improved top-down support system application field on a case by case retaining wall method. The behavior of horizontal displacement was analyzed according to retaining wall type after reviewing a design stage and estimated horizontal displacement under the construction. The study results showed that it is judged stable until excavation termination irrelevant to a retaining wall method at the improved top-down support system application. It is judged that the settlement of behind ground can minimize because the retaining wall head displacement also behave stably. It was compared the predicted horizontal displacement in design and the measured horizontal displacement acquired through a measurement by using Elasto-Plastic analysis program. The comparison results showed that a similar horizontal displacement was predicted within stability standard irrelevant to a retaining wall method. So, it is decided that the advanced prediction is reasonable by Elasto-Plastic analysis in design applied the improved top-down support system. In the case of the ground anchor method application under a same condition, it is decided that a horizontal displacement will more increase than the improved top-down support system is applied. If a section condition is same, it was decided that to apply top-down support system is more stable than that.
Recently, the deep excavations have been peformed to utilize the under ground space. As the ground excavation is deeper, the damage of the adjacent structure and the ground occurs frequently. The analysis of the retaining structures is necessary to the safety of the excavation works. There are many methods such as elasto-plastic, FEM, and FDM to analyze the displacement of the retaining structure. The elasto-plastic method is generally used in practice. In this thesis, GEBA-1 program by the Nakamura-Nakajawa elasto-plastic method was developed. The program for Windows was used the Visual Basic 6.0, and the Main of the program consists of three subroutines, SUB1, SUB2, and SUB3. The lateral displacement of the wall was analyzed by the developed program GEBA-1, SUNEX, and EXCAD, and compared with the measured displacement by the Inclinometer(at three excavation work sites). The excavation method of each site is braced retaining wall using H-pile. Each excavation depth is 14m, 14m, or 8.2m. The results of the analyses are the followings ① In the multi-layer soil, the lateral displacement by the GEBA-1 and EXCAD which is considering the distribution of the strut load is equal to the measured displacement. Elasto-plasto programs can't consider the change of the ground water in clay. Therefore, the analysis displacement was expected only 20% of the measured wall displacement. ③ At the final excavation step, the maximum lateral displacement of analysis and field occurred 7∼18m at the 85∼92% of the excavation depth. ④ The maximum lateral displacement in clay, as 50mm, occurred on the ground surface.
The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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pp.1250-1251
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2022
Measuring management is an important part of preventing the collapse of retaining walls in advance by evaluating their stability with a variety of measuring instruments. The current work of measuring management requires considerable human and material resources since measurement companies need to install measuring instruments at various places on the retaining wall and visit the construction site to collect measurement data and evaluate the stability of the retaining wall. It was investigated that the applicability of the current work of measuring management is poor at small and medium-sized urban construction sites(excavation depth<10m) where measuring management is not essential. Therefore, the purpose of this study is to develop a laser sensor-based hardware to support the wall displacement measurements and their control software applicable to small and medium-sized urban construction sites. The 2D lidar sensor, which is more economical than a 3D laser scanner, is applied as element technology. Additionally, the hardware is mounted on the corner strut of the retaining wall, and it collects point cloud data of the retaining wall by rotating the 2D lidar sensor 360° through a servo motor. Point cloud data collected from the hardware can be transmitted through Wi-Fi to a displacement analysis device (notebook). The hardware control software is designed to control the 2D lidar sensor and servo motor in the displacement analysis device by remote access. The process of analyzing the displacement of a retaining wall using the developed hardware and software is as follows: the construction site manager uses the displacement analysis device to 1)collect the initial point cloud data, and after a certain period 2)comparative point cloud data is collected, and 3)the distance between the initial point and comparison point cloud data is calculated in order. As a result of performing an indoor experiment, the analyses show that a displacement of approximately 15 mm can be identified. In the future, the integrated system of the hardware designed here, and the displacement analysis software to be developed can be applied to small and medium-sized urban construction sites through several field experiments. Therefore, effective management of the displacement of the retaining wall is possible in comparison with the current measuring management work in terms of ease of installation, dismantlement, displacement measurement, and economic feasibility.
본 논문에서는 실대형 실험을 통해 블록식 보강토옹벽에서 보강재의 타입에 따른 수평토압, 변위, 보강재의 변형률의 특성을 비교하였다. 본 연구를 통해 보강재의 타입에 따라 토압과 변위관계에서 서로 다른 거동특성을 보이고 있으며, 보강토체 내에 배치된 보강재가 연직토압 감소 및 변체변위 억제 효과 등 보강 성능이 있음을 확인할 수 있었다. 수평토압은 보강재의 특성과 변형에 따라 상단부와 하단부에서 주동토압이나 정지토압보다 크게 발생할 수 있으며, 수평토압과 벽체변위는 서로 상관성이 매우 높은 관계를 가지는 것으로 나타났다. 블록식 보강토 옹벽에서 보강재의 등고변형률선 분포는 중앙부분에서 가장 큰 변형이 발생하는 것을 확인하였다.
The present paper deals with the analysis of water tank with elastic separator wall. Both fluid and structure are discretized and modeled by eight node-elements. In the governing equations, pressure for the fluid domain and displacement for the separator wall are considered as nodal variables. A method namely, direct coupled for the analysis of water tank has been carried out in this study. In direct coupled approach, the solution of the fluid-structure system is accomplished by considering these as a single system. The hydrodynamic pressure on tank wall is presented for different lengths of tank. The results show that the magnitude of hydrodynamic pressure is quite large when the distances between the separator wall and tank wall are relatively closer and this is due to higher rotating tendency of fluid and the higher sloshed displacement at free surface.
Recent years, direct displacement-based design (DDBD) procedure is proposed for the design of un-bonded posttensioned (UPT) concrete wall systems. In the DDBD procedure, the determination of the equivalent viscous damping (EVD) ratio is critical since it would influence the strength demand of the UPT wall systems. Nevertheless, the influence of EVD ratio determination of the UPT wall systems were not thoroughly evaluated. This study was aimed to investigate the influence of different EVD ratio determinations on the DDBD procedure of UPT wall systems. Case study structures with four, twelve and twenty storeys have been designed with DDBD procedure considering different EVD ratio determinations. Nonlinear time history analysis was performed to validate the design results of those UPT wall systems. And the simulation results showed that the global responses of the case study structures were influenced by the EVD ratio determination.
The seismic behavior of PRC coupling beam-hybrid coupled shear wall system is analyzed by using the finite element software ABAQUS. The stress distribution of steel plate, reinforcing bar in coupling beam, reinforcing bar in slab and concrete is investigated. Meanwhile, the plastic hinges developing law of this hybrid coupled shear wall system is also studied. Further, the effect of coupling ratio, section dimensions of coupling beam, aspect ratio of single shear wall, total height of structure and the role of slab on the seismic behavior of the new structural system. A fitting formula of plate characteristic values for PRC coupling beams based on different displacement requirements is proposed through the experimental date regression analysis of PRC coupling beams at home and abroad. The seismic behavior control method for PRC coupling beam-hybrid coupled shear wall system is proposed based on the continuous connection method and through controlling the coupling ratio, the roof displacement, story drift angle of hybrid coupled shear wall system, displacement ductility of coupling beam.
최근 전단벽의 변형성능을 증명하기 위한 관심이 성능 설계법을 위한 적당한 자료들을 얻기 위해서 증대되고 있다. 본 연구에서는 전단벽의 변형 성능을 평가할수 있는 방법을 제시하고자 한다. 전단벽의 변위는 전단과 휨 변형의 조합된 형태로 표현될 수 있다. 수정 변환각 트러스 모델과 휨이론을 이용하여 전단과 휨변형을 산정하였으며, 또한 축력과 많은 수직 및 수평보강근의 영향을 고려할 수 있는 트러스 모델을 구축하였다. 본 연구에서 제안한 방법의 정확성을 평가하기 위하여 기 수행된 7개의 실험결과를 해석하고 실험결과와 해석결과를 비교하였다. 비교결과, 본 연구에서 제안한 방법을 사용함으로써 전단벽의 변형성능을 적절히 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 플랜지벽이 있는 경우에는 강도와 강성의 측면에서 플랜지벽의 영향을 과대평가하며 변위성능의 측면에서는 과소평가하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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