Seismic isolated building structures are examined in this study. The triple concave friction pendulum (TCFP) is used as a seismic isolation system which is easy to be manufactured and enduring more than traditional seismic isolation systems. In the TCFP, take advantage of weight which pendulum carrying and it's geometry in order to obtain desirable result of seismic isolation systems. These systems offer advantage to buildings which subject to severe earthquake. This is result of damping force of earthquake by means of their internal constructions, which consists of multiple surfaces. As the combinations of surfaces upon which sliding is occurring change, the stiffness and effective friction change accordingly. Additionally, the mentioned the TCFP is modeled as of a series arrangement of the three single concave friction pendulum (SCFP) bearings. A two dimensional- and eight- story of a building with and without isolation system are used in the time history analysis in order to investigate of the effectiveness of the seismic isolation systems on the buildings. Results are compared with each other to emphasize efficiency of the TCFP as a seismic isolation device against the other friction type isolation system like single and double concave surfaces. The values of the acceleration, floor displacement and isolator displacement obtained from the results by using different types of the isolation bearings are compared each other. As a result, the findings show that the TCFP bearings are more effective devices for isolation of the buildings against severe earthquakes.
This paper investigates the seismic response of a typical non-navigable continuous girder bridge isolated with friction sliding bearings of the Hong Kong-Zhuhai-Macao link projects in China. The effectiveness of the friction pendulum system (FPS) and accuracy of the numerical model were evaluated by a 1/20 scaled bridge model using shaking table tests. Based on the hysteretic properties of friction pendulum system (FPS), double concave friction pendulum (DCFP), and triple friction pendulum system (TFPS), seismic response analyses of isolated bridges with the three sliding-type bearings are systematically carried out considering soil-pile interaction under offshore soft clay conditions. The fast nonlinear analysis (FNA) method and response spectrum are employed to investigate the seismic response of isolated offshore bridge structures. The numerical results show that the implementation of the three sliding-type bearings effectively reduce the base shear and bending moment of the reinforced concrete pier, at the cost of increasing the absolute displacement of the bridge superstructure. Furthermore, the TFPS and DCFP bearings show better isolation effect than FPS bearing for the example continuous girder bridge.
The main object of this study is to evaluate the seismic response effects on a reinforced concrete building isolated by triple concave friction pendulum (TCFP) bearings. The site-response effects arise from the difference in the local soil conditions at the support points of the buildings. The local soil conditions are, therefore, considered as soft, medium and firm; separately. The results on the responses of the isolated building are compared with those of the non-isolated. The building model used in the time history analysis, which is a two-dimensional and eight-storey reinforced concrete building with and without the seismic isolation bearings and/or the local soil conditions, is composed of two-dimensional moment resisting frames for superstructure and of plane elements featuring plane-stress for substructure. The TCFP bearings for isolating the building are modelled as of a series arrangement of the three single concave friction pendulum (SCFP) bearings. In order to investigate the efficiency of both the seismic isolation bearings and the site-response effects on the buildings, the time history analyses are elaborately conducted. It is noted that the site-response effects are important for the isolated building constructed on soft, medium or firm type local foundation soil. The results of the analysis demonstrate that the site-response has significant effects on the response values of the structure-seismic isolation-foundation soil system.
한국지진공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2000
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pp.415-423
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2000
In this study, a computer program was developed for the seismic response analysis of the structures with base isolation bearings. On a 6-story steel frame structure isolated by lead rubber bearings and friction pendulum bearings, seismic response analyses using the developed program and commercial program and experiments were carried out. The results were compared one another and discussed.
The aim of the shaking table experiment is to verify the isolation effect of a storage liquid tank with multiple friction pendulum bearings. A 1:20 scale model of a real storage liquid tank that is widely used in the petroleum industry was examined by the shaking table test to compare its anchored base and isolated base. The seismic response of the tank was assessed by employing the time history input. The base acceleration, wave height and tank wall stress were used to evaluate the isolation effect. Finally, the influences of the bearing performance that characterizes the isolated tank, such as the friction force and residual displacement, were discussed.
Tajammolian, H.;Khoshnoudian, F.;Talaei, S.;Loghman, V.
Earthquakes and Structures
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제7권6호
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pp.1259-1281
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2014
This research has been conducted in order to investigate the effects of peak ground velocity (PGV) of near-field earthquakes on base-isolated structures mounted on Single Friction Pendulum (SFP), Double Concave Friction Pendulum (DCFP) and Triple Concave Friction Pendulum (TCFP) bearings. Seismic responses of base-isolated structures subjected to simplified near field pulses including the forward directivity and the fling step pulses are considered in this study. Behaviour of a two dimensional single story structure mounting on SFP, DCFP and TCFP isolators investigated employing a variety range of isolators and the velocity (PGV) of the forward directivity and the fling step pulses as the main variables of the near field earthquakes. The maximum isolator displacement and base shear are selected as main seismic responses. Peak seismic responses of different isolator types are compared to emphasize the efficiency of each one under near field earthquakes. It is demonstrated that rising the PGVs increases the isolator displacement and base shear of structure. The effects of the forward directivity are greater than the fling step pulses. Furthermore, TCFP isolator is more effective to control the near field effects than the other friction pendulum isolators are. This efficiency is more significant in pulses with longer period and greater PGVs.
In this paper, a new type of passive energy dissipating system similar to added damping and stiffness (ADAS) and triangular added damping and stiffness (TADAS) is proposed and implemented in the analytical model of a building with hybrid structural system in the structure's base which we call it; Telescopic column. The behavior and performance of a high rise R.C. structure equipped with this system is investigated and compared with conventional base isolation systems such as rubber isolator bearings and friction pendulum bearings. For this purpose a series of ground acceleration records of the San Fernando, Long Beach and Imperial Valley earthquakes are used as the disturbing ground motions in a series of numerical simulations. The nonlinear numerical modeling which includes both material and geometric nonlinearities were carried out by using SAP2000 program. Results show suitable behavior of structures equipped with telescopic columns in controlling the upper stories drifts and accelerations.
This paper presents the investigation of the stochastic responses of seismically isolated bridges subjected to spatially varying earthquake ground motions including incoherence, wave-passage and site-response effects. The incoherence effect is examined by considering Harichandran and Vanmarcke coherency model. The effect of the wave-passage is dealt with various wave velocities in the response analysis. Homogeneous firm, medium and soft soil conditions are selected for considering the site-response effect where the bridge supports are constructed. The ground motion is described by filtered white noise and applied to each support points. For seismic isolation of the bridge, single and double concave friction pendulum bearings are used. Due to presence of friction on the concave surfaces of the isolation systems, the equation of motion of is non-linear. The non-linear equation of motion is solved by using equivalent linearization technique of non-linear stochastic analyses. Solutions obtained from the stochastic analyses of non-isolated and isolated bridges to spatially varying earthquake ground motions compared with each other for the special cases of the ground motion model. It is concluded that friction pendulum systems having single and double concave surfaces have important effects on the stochastic responses of bridges to spatially varying earthquake ground motions.
This paper presents the results of experimental studies on the equipment isolation effect in the nuclear containment. For this purpose, shaking table tests were performed. The isolation system, known as Friction Pendulum System (FPS), combines the concepts of sliding bearings and pendulum motion was selected. Peak ground acceleration, bidirectional motion, effect of vertical motion and frequency contents of selected earthquake motions were considered. Finally, it is presented that the FPS systems are effective for the small equipment isolation. Key word equipment isolation, nuclear containment, shaking table test, Friction Pendulum System (FPS)
원전 주 제어실에 마찰진자 베어링을 이용한 면진시스템을 적용하기 위한 해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 마찰진자 베어링을 제작하였으며 동적 물성치 시험을 통하여 이의 성능을 평가하였다. 강재 격자 바닥판, 캐비넷, 4개의 마찰진자로 구성된 주제어실의 부분 면진시스템 모형을 제작하고 진동시험대 실험을 수행함으로써 마찰진자 시스템의 원전 적용성을 평가하였다. 진동대 실험에서는 원전 스펙트럼을 이용한 인공지진파를 사용하였으며 마찰진자 위치 점의 층응답 스펙트럼의 변화를 통하여 면진 성능을 평가하였다. 향후 실험을 통하여 구현하기 어려운 실험변수의 영향을 검토하기 위하여 수치해석 모형을 작성하여 실험 결과 비교 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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