Papagiannopoulos, George A.;Hatzigeorgiou, George D.;Beskos, Dimitri E.
Earthquakes and Structures
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제4권5호
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pp.489-508
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2013
Design spectra for damping ratios higher than 5% have several important applications in the design of earthquake-resistant structures. These highly damped spectra are usually derived from a 5%-damped reference pseudo-acceleration spectrum by using a damping modification factor. In cases of high damping, the absolute acceleration and the relative velocity spectra instead of the pseudo-acceleration and the pseudo-velocity spectra should be used. This paper elaborates on the recovery of spectral absolute acceleration and spectral relative velocity from their pseudo-spectral counterparts. This is accomplished with the aid of correction factors obtained through extensive parametric studies, which come out to be functions of period and damping ratio.
The HDD unbalance, with higher rotational speed, is directly influenced by the mechanical assembly allowance between clamping disk and platter disk. The low frequency structural vibration induced by the unbalance force finally gives rise to the structure borne noise of the personal computer. To meet the noise and vibration requirements, the absolute unbalance mass of HDD needs to be measured and adjusted in the disk assembling stage. This study introduces the measurement methods of the absolute magnitude and position of the unbalance mass of HDD based on the mobility and acceleration orbit. The absolute unbalance mass can be obtained by the acceleration responses and the mobility of the mechanical part, while the position of the unbalance mass ran be obtained by the rotation acceleration orbit.
A procedure to analyse the space frame structure fixed at base as well as resting on sliding bearing using total or absolute displacement in dynamic equation is developed. In the present method, the effect of ground acceleration is not considered as equivalent force. Instead, the ground acceleration is considered as a known value in the acceleration vector at degree of freedom corresponding to base of the structure when the structure is in non-sliding phase. When the structure is in sliding phase, only a force equal to the maximum frictional resistance is applied at base. Also, in this method, the stiffness matrix, mass matrix and the damping matrix will not change when the structure enters from one phase to another. The results obtained from the present method using absolute displacement approach are compared with the results obtained from the analysis of structure using relative displacement approach. The applicability of the analysis is also demonstrated to obtain the response of the structure resting on sliding bearing with restoring force device.
Choe Hyeon;Kim In Ung;Lee Jae Won;Jeong Yong Gu;Choe Jeong Heon
한국소음진동공학회:학술대회논문집
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한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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pp.340.1-340
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2002
The unbalance exciting force induced by HDD of lately getting higher speed is directly influenced by the rotational speed and the mechanical assembly allowance between disk and spindle motor, and which gives rise to the structure borne noise of the personal computer. The absolute unbalance mass of HDD needs to be measured and adjusted by the counter mass to control the unbalance exciting force effectively in the stage of assembling the disk and spindle motor. This study introduces the measurement methods of the magnitude of the absolute unbalance mass and the position of HDD by 2 accelerometers. The absolute unbalance mass can be obtained by the acceleration responses and the mobility of the mechanical part, while the position of the unbalance mass can e obtained by the rotation acceleration orbit.
Vehicle acceleration data from an accelerometer and wheel speed data from standard, 50-tooth antilock braking system wheel speed sensors are used to estimate the absolute longitudinal speed of a vehicle. We develop the four velocity estimation algorithms. And we compare experimental results with the Butterworth filtered speed from the fifth wheel and find that it is possible to estimate absolute longitudinal vehicle speed during a hard braking maneuver lasting three seconds.
비선형시스템을 등가의 선형시스템으로 치환하는 것은 해석이 간단하다는 매우 중요한 장점을 제공하지만 구조물의 실제 비선형거동을 정확하게 모델링하지 못하기 때문에 능력스펙트럼법의 정확도는 정확한 등가주기와 등가감쇠비의 산정과 구해진 등가감쇠비에 따른 탄성응답스펙트럼의 수정방법과 그에 따른 요구곡선의 산정에 영향을 받는다. 본 논문에서는 요구곡선의 산정방법에 따른 능력스펙트럼법의 정확성을 분석하였다. 이를 위해 ATC-40과 Euro Code에서 제안한 감소 계수 등의 유효성을 평가하였다. Newmark와 Hall의 수정계수에 기초로 한 ATC-40에서 주어진 감소 계수에 의해 구해진 가속도 응답에 비해 Euro Code에서 주어진 감소 계수를 이용하여 구한 가속도 응답이 실제 평균 응답에 보다 유사함을 알 수 있었다. 그리고 유사가속도 응답을 이용한 방법과 절대가속도 응답을 이용한 방법을 이용하여 요구곡선을 산정하여 능력스펙트럼법의 정확성을 검증해 보았다. 절대가속도 응답을 이용한 결과가 전반적으로 유사가속도 응답을 이용한 결과에 비해 커짐을 알 수 있었고, 능력스펙트럼법이 전반적으로 응답을 과소평가하는 경향이 있어서 이러한 큰 값을 주는 것이 좀 더 정확한 결과를 줌을 알 수 있었다. 하지만 탄성 최대 강도에 대한 항복 강도의 비가 커질수록 그리고 항복 후 강성비가 커질수록 이러한 결과의 차이는 거의 없어짐을 알 수 있었다.
In industrial facilities sites, the conventional method determining the earthquake magnitude (M) using earthquake ground-motion records is generally not applicable due to the poor quality of data. Therefore, a new methodology is proposed for determining the earthquake magnitude in real-time based on the amplitude measures of the ground-motion acceleration mostly from S-wave packets with the higher signal-to-ratios, given the Vs30 of the site. The amplitude measures include the bracketed cumulative parameters and peak ground acceleration (As). The cumulative parameter is either CAV (Cumulative Absolute Velocity) with 100 SPS (sampling per second) or BSPGA (Bracketed Summation of the PGAs) with 1 SPS. The arithmetic equations to determine the earthquake magnitude are derived from the CAV(BSPGA)-As-M relations. For the application to broad ranges of earthquake magnitude and distance, the multiple relations of CAV(BSPGA)-As-M are derived based on worldwide earthquake records and successfully used to determine the earthquake magnitude with a standard deviation of ${\pm}0.6M$.
The main purpose of this paper is to predict missing absolute out-of-plane displacements and failure limits of infill walls by artificial neural network (ANN) models. For this purpose, two shake table experiments are performed. These experiments are conducted on a 1:1 scale one-bay one-story reinforced concrete frame (RCF) with an infill wall. One of the experimental models is composed of unreinforced brick model (URB) enclosures with an RCF and other is composed of an infill wall with bed joint reinforcement (BJR) enclosures with an RCF. An artificial earthquake load is applied with four acceleration levels to the URB model and with five acceleration levels to the BJR model. After a certain acceleration level, the accelerometers are detached from the wall to prevent damage to them. The removal of these instruments results in missing data. The missing absolute maximum out-of-plane displacements are predicted with ANN models. Failure of the infill wall in the out-of-plane direction is also predicted at the 0.79 g acceleration level. An accuracy of 99% is obtained for the available data. In addition, a benchmark analysis with multiple regression is performed. This study validates that the ANN-based procedure estimates missing experimental data more accurately than multiple regression models.
Kanee, Ali Reza Taghavee;Kani, Iradj Mahmood Zadeh;Noorzad, Assadollah
Earthquakes and Structures
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제5권1호
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pp.49-65
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2013
This article presents the statistical characteristics of elastic floor acceleration spectra that represent the peak response demand of non-structural components attached to a nonlinear supporting frame. For this purpose, a set of stiff and flexible general moment resisting frames with periods of 0.3-3.6 sec. are analyzed using forty-nine near-field strong ground motion records. Peak accelerations are derived for each single degree of freedom non-structural component, supported by the above mentioned frames, through a direct-integration time-history analysis. These accelerations are obtained by Floor Acceleration Response Spectrum (FARS) method. They are statistically analyzed in the next step to achieve a better understanding of their height-wise distributions. The factors that affect FARS values are found in the relevant state of the art. Here, they are summarized to evaluate the amplification and/or reduction of FARS values especially when the supporting structures undergo inelastic behavior. The properties of FARS values are studied in three regions: long-period, fundamental-period and short-period. Maximum elastic acceleration response of non-structural component, mounted on inelastic frames, depends on the following factors: inelasticity intensity and modal periods of supporting structure; natural period, damping ratio and location of non-structural component. The FARS values, corresponded to the modal periods of supporting structure, are strongly reduced beyond elastic domain. However, they could be amplified in the transferring period domain between the mentioned modal periods. In the next step, the amplification and/or reduction of FARS values, caused by inelastic behavior of supporting structure, are calculated. A parameter called the response acceleration reduction factor ($R_{acc}$), has been previously used for far-field earthquakes. The feasibility of extending this parameter for near-field motions is focused here, suggested repeatedly in the relevant sources. The nonlinearity of supporting structure is included in ($R_{acc}$) for better estimation of maximum non-structural component absolute acceleration demand, which is ordinarily neglected in the seismic design provisions.
The absolute longitudinal speed of a vehicle is estimated by using vehicle acceleration data from an accelerometer and wheel speed data from standard 50-tooth antiknock braking system wheel speed sensors. An intuitive solution to this problem is, "When wheel slip is low, calculate absolute velocities from the wheel speeds; when wheel slip is high, calculate absolute velocity by integrating the accelerometer." Fuzzy logic is introduced to implement the above idea and a new algorithm of "modified velocities with step integration" is proposed. This algorithm is verified experimentally to estimate speed of a vehicle, and is also shown to estimate absolute longitudinal vehicle speed with a 6% worst-case error during a hard braking maneuver lasting three seconds.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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