성능설계법에서 다층 건축물의 내진성능을 평가하기 위해서는 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환할 필요가 있다. 본 논문은 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환하여 다층 골조구조물의 층간변위 응답을 추정하는 방법을 제안한다. 본 연구의 목적은 다층 골조구조물과 등가 1자유도계의 시간이력해석을 수행하여 등가 1자유도계 변환 방법의 타당성을 확인하는 것이다. 다층 골조구조물의 시간이력해석에 의한 층간변위 응답과 등가 1자유도계에 의해 추정된 층간변위 응답을 비교하여, 등가 1자유도계에 의한 층간변위 응답에 대한 추정 방법의 타당성을 확인한다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 시간이력해석을 통하여 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환하는 방법의 타당성을 확인할 수 있었다. 다층 골조구조물의 층간변위 응답은 비탄성 1차 모드를 이용한 등가 1자유도계의 변위응답으로부터 보다 정확히 추정할 수 있었다.
It is well recognized that structures designed to resist strong ground motions should be able to withstand substantial inelastic deformations. A simple procedure has been developed in this paper to monitor the dynamic earthquake response (time-history analysis) of both steel and concrete multistorey buildings in the inelastic range. The building is treated as a shear beam model with three degrees of freedom per floor. The entire analysis has been programmed to run on a microcomputer and can output time histories of displacements, velocities, accelerations and member internal forces at any desired location. A record of plastic hinge formation and restoration to elastic state is also provided. Such information can be used in aseismic analysis and design of multistorey buildings so as to control the damage and optimize their performance.
Responses of asymmetrical multistorey buildings to earthquakes are obtained by quasi-static code approach and real time dynamic analysis, using two different structural models. In the first model, all vertical members are assumed to be restrained at the slab levels and hence their end rotations, about horizontal axes, are taken as zero. In the second model this restriction is removed and the rotation is assumed to be proportional to the lateral stiffness of the member. A simple microcomputer based procedure is used in the analyses, by both models. Numerical examples are presented where results obtained from both the models are given. Effects of modelling on the response of three buildings, each with a different type and degree of asymmetry, are studied. Results for deflections and shear forces are presented and the effects of the type of model on the response are discussed.
A numerical procedure for dynamic analysis of structures including lateral-torsional coupling, axial force effect and soil-structure interaction is presented in this study. A simple soil-structure system model has been designed for microcomputer applications capable of reflecting both kinematic and inertial soil-foundation interaction as well as the effect of this interaction on the superstructure response. A parametric study focusing on inertial soil-structure interaction is carried out through a simplified nine-degree of freedom building model with different foundation conditions. The inertial soil-structure interaction and axial force effects on a 20-storey building excited by an Australian earthquake is analysed through its top floor displacement time history and envelope values of structural maximum displacement and shear force.
Cagatay, Ismail H.;Beklen, Caner;Mosalam, Khalid M.
Computers and Concrete
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제7권6호
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pp.523-532
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2010
If an infill wall in a reinforced concrete frame is shorter than the column height and there is no initial gap between the column and the infill wall, the short column effect can occur during an earthquake shaking. This form of damage is frequently observed in many earthquake-damaged buildings all around the world and especially in Turkey. In this study, an effective method, which consists of placing additional infill wall segments surrounding the short column, to prevent this type of failure is examined. The influence of adding infill wall in the reduction of the shear force in the short column is also investigated. A parametric study is carried out for one-storey infilled frames with one to five bays using the percentage of the additional infill wall surrounding the short column and the number of spans as the parameters. Then the investigation is extended to a case of a multistorey building damaged due to short column effect during the 1998 Adana-Ceyhan earthquake in Turkey. The results show that the addition of the infill walls around the potential short columns is an effective way to significantly reduce the shear force.
Vahedian, Abbas;Mahini, Seyed Saeed;Glencross-Grant, Rex
Structural Monitoring and Maintenance
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제2권3호
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pp.269-282
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2015
Civil structures should be designed with the lowest cost and longest lifetime possible and without service failure. The efficient and sustainable use of materials in building design and construction has always been at the forefront for civil engineers and environmentalists. Timber is one of the best contenders for these purposes particularly in terms of aesthetics; fire protection; strength-to-weight ratio; acoustic properties and seismic resistance. In recent years, timber has been used in commercial and taller buildings due to these significant advantages. It should be noted that, since the launch of the modern building standards and codes, a number of different structural systems have been developed to stabilise steel or concrete multistorey buildings, however, structural analysis of high-rise and multi-storey timber frame buildings subjected to lateral loads has not yet been fully understood. Additionally, timber degradation can occur as a result of biological decay of the elements and overloading that can result in structural damage. In such structures, the deficient members and joints require strengthening in order to satisfy new code requirements; determine acceptable level of safety; and avoid brittle failure following earthquake actions. This paper investigates performance assessment and damage assessment of older multi-storey timber buildings. One approach is to retrofit the beams in order to increase the ductility of the frame. Experimental studies indicate that Sprayed Fibre Reinforced Polymer (SFRP) repairing/retrofitting not only updates the integrity of the joint, but also increases its strength; stiffness; and ductility in such a way that the joint remains elastic. Non-linear finite element analysis ('pushover') is carried out to study the behaviour of the structure subjected to simulated gravity and lateral loads. A new global index is re-assessed for damage assessment of the plain and SFRP-retrofitted frames using capacity curves obtained from pushover analysis. This study shows that the proposed method is suitable for structural damage assessment of aged timber buildings. Also SFRP retrofitting can potentially improve the performance and load carrying capacity of the structure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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