• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
• /
• pp.205-212
• /
• 2003

To evaluate the seismic performance of multistory building structures use an equivalent SDOF model. This paper presents a method of converting a MDOF system into an equivalent SDOF model. The principal objective of this investigation is to evaluate appropriateness of converting method through perform nonlinear time history analysis of a multistory building structures and an equivalent SDOF model. The hysteresis rules to be used an equivalent SDOF model is obtained from the pushover analysis. The conclusion of this study is following; A method of converting a MDOF system into an equivalent SDOF model through the nonlinear time history response analysis is valid. The representative lateral displacement of a moment resisting reinforced concrete frames is close to the height of the first modal participation vector $_1$$\beta$｛$_1$u｝=1. It can be found that the hysteresis rule of an equivalent SDOF model have influence on the time history response. Therefore, it is necessary for selecting hysteresis rules to consider hysteresis characteristics of a moment resisting reinforced concrete frames.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제85권5호
• /
• pp.655-664
• /
• 2023

Reinforced concrete (RC) shear wall structures are one of the most widely used structural systems to resist seismic loading all around the world. Although there have been several efforts to provide conceptually simple procedures to reasonably assess the seismic demands of structures over recent decades, it seems that lesser effort has been put on a number of structural forms such as RC shear wall structures. Therefore, this study aims to represent a simple linear response spectrum-based method which can acceptably predict the nonlinear displacements of a non-ductile RC shear wall structure subjected to an individual ground motion record. An effective period and an equivalent damping ratio are introduced as the dynamic characteristics of an equivalent linear SDOF system relevant to the main structure. By applying the fundamental mode participation factor of the original MDOF structure to the linear spectral response of the equivalent SDOF system, an acceptable estimation of the nonlinear displacement response is obtained. Subsequently, the accuracy of the proposed method is evaluated by comparison with another approximate method which is based on linear response spectrum. Results show that the proposed method has better estimations for maximum nonlinear responses and is more utilizable and applicable than the other one.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제16권2호
• /
• pp.1-13
• /
• 2012

본 연구에서는 에너지 소산형 감쇠기가 설치된 철근콘크리트 구조물의 지진응답 저감효과를 확률적으로 평가하기 위하여 지진취약도 함수를 도출하였다. 가속도민감 영역과 속도민감 영역에 속하는 대표 고유주기를 갖는 비선형 단자유도 시스템으로 모델링된 철근콘크리트 구조물을 대상으로 강도와 강성의 불확실성을 고려하였다. 원구조물에 다양한 강성과 감쇠를 갖는 변위의존형 감쇠기를 부가하여 비선형시간이력해석을 수행하였으며, 해석결과의 통계를 바탕으로 로그정규분포 형태의 지진취약도 함수를 도출하였다. 원구조물의 종류별로 감쇠기의 설계변수에 따른 지진취약도 함수의 변화를 검토하고 이를 통해 손상확률의 저감효과를 분석하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제8권5호통권39호
• /
• pp.25-33
• /
• 2004

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.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.269-276
• /
• 2005

A web-based platform for nonlinear earthquake analysis on SDOF systems has been developed in the research. The proposed web-based platform is a 2-tier system composed of client and server sides. Smart Client is applied for the client side to improve the handling speed and UI compatible to the stand alone systems. For the server side, MSSQL is used as a storage for the web. XML WebService is adpoted for the networking between client and server. To examine the efficiency of the developed web-based platform, a trial study on a SDOF nonlinear structural system under earthquake excitation has been carried out.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2003

건축구조물의 내진성능을 효율적으로 평가하기 위해서는 다자유도계 구조물을 등가 1자유도계로 표현하는 것이 필요하다. 본 연구는 다층 철근콘크리트 골조구조를 등가 1자유도계로 치환하는 방법을 제시하였다. 다층 철근콘크리트 모멘트 골조를 등가 1자유도계로 치환하여 모델화에 따른 비선형 시간이력해석을 통하여 다자유도계 구조물의 축약 방법의 타당성을 검토하는 것이 목적이다. 다층 골조구조의 정적 비선형 해석을 수행하여, 등가 1자유도계의 복원력 모델을 설정하였다. 다층 골조 구조의 비선형 시간이력해석 응답치와 등가 1자유도계의 시간이력해석 응답치를 비교하여, 등가 1자유도계 모델의 타당성을 검증하였다. 다층 철근콘크리트 골조구조를 등가 1자유도계로 치환하여 비선형 지진응답을 구하는 방법은 충분히 그 타당성이 있다는 것이 확인되었다. 다층 철근콘크리트 골조구조의 대표변위로서 1차모드참여 yector$_1$,$\beta${$_1$$\mu$}= 1인 높이가 등가 1자유도계의 응답을 가장 근사하게 나타내는 것을 알 수 있었다. 등가 1자유도계의 지진응답해석에 사용하는 복원력 모델의 이력곡선에 따라 응답파형에 차이가 생기므로, 실제 frame 구조의 복원력 특성을 반영한 이력모델을 선정하는 것이 중요하다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.553-561
• /
• 2010

본 논문은 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템과 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템의 내진 성능을 해석적 연구를 통하여 두 시스템이 유사한 최대 변위 응답을 갖도록 하는 점성 감쇠기의 감쇠비를 근사적으로 구하는 것을 목적으로 한다. 우선, 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템의 조화 반복 가력 시의 거동에 대하여 설명하고 거동을 구현할 수 있는 해석모델을 소개한 후 두개의 단자유도 시스템의 이력거동을 특징지을 수 있는 해석변수를 설정하고 20개의 역사지진을 사용하여 비선형 시간 이력 해석을 실시하였다. 대부분의 경우 약 10 ~ 15% 정도의 점성 감쇠비를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템이 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템과 유사한 평균 최대 변위 응답을 보였다. 아울러, 3개의 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템과 6개의 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링을 선택하여 두 시스템의 내진성능을 보다 자세히 조사한 결과, 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 시스템이 진동이 끝난 후 잔류변형이 남지 않았을 뿐만 아니라 약 15%의 감쇠비를 가진 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 시스템은 탄소성 거동의 단자유도 시스템보다 우수한 최대 변위와 가속도 응답을 보였다.

• Wind and Structures
• /
• 제7권4호
• /
• pp.251-264
• /
• 2004

The effects of a class of nonlinear Tuned Mass Dampers on the aeroelastic behavior of SDOF systems are investigated. Unlike classical linear TMDs, nonlinear constitutive laws of the internal damping acting between the primary oscillator and the TMD are considered, while the elastic properties are keept linear. The perturbative Multiple Scale Method is applied to derive a set of bifurcation equations in the amplitude and phase and a parametric analysis is performed to describe the postcritical scenario of the system. Both cubic- and van der Pol-type dampings are considered and the dependence of the limit-cycle amplitudes on the system parameters is studied. These new results, compared with the previously obtained bifurcation scenario of a SDOF aeroelastic oscillator equipped with a linear TMD, show a detrimental effect on the maximum limit-cycle amplitude reduction of the nonlinear TMD. However, the analyses evidence that in the parameter region away from the perfect tuning condition the nonlinear connection can be used to tune the system with an enhancement of the limit-cycle amplitude reduction.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제66권1호
• /
• pp.139-149
• /
• 2018

Many practical engineering problems are associated with nonlinear systems subjected to nonstationary random excitations. Equivalent linearization methods are commonly used to seek for approximate solutions to this kind of problems. Compared to various approaches developed in the frequency and mixed time-frequency domains, though directly solving the system equation of motion in the time domain would improve computation efficiency, only limited studies are available. Considering the fact that the orthogonal functions have been widely used to effectively improve the accuracy of the approximated responses and reduce the computational cost in various engineering applications, an orthogonal-function-based equivalent linearization method in the time domain has been proposed in the current paper for nonlinear systems subjected to nonstationary random excitations. In the numerical examples, the proposed approach is applied to a SDOF system with a set-up spring and a SDOF Duffing oscillator subjected to stationary and nonstationary excitations. In addition, its applicability to nonlinear MDOF systems is examined by a 3DOF Duffing system subjected to nonstationary excitation. Results show that the proposed method can accurately predict the nonlinear system response and the formulation of the proposed approach allows it to be capable of handling any general type of nonstationary random excitations, such as the seismic load.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제12권2호
• /
• pp.177-189
• /
• 2017

For energy-based seismic design, a simplified normalized cumulative hysteretic energy spectrum proposed for obtaining hysteretic energy as energy demand is the main objective in this paper. The dimensionless parameter, ${\beta}_{Eh}$, is presented to express hysteretic energy indirectly. The ${\beta}_{Eh}$ spectrum is constructed directly through subtracting the hysteretic energy of single degree-of-freedom (SDOF) system energy equation. The simplified ${\beta}_{Eh}$ spectral formulation as well as pseudo-acceleration spectrum of modern seismic provisions is developed based on the regression analysis of the large number of seismic responses of SDOF system subjected to earthquake excitations, which considers the influence of earthquake event, soil type, damping ratio, and ductility factor. The relationship between PGV and PGA is established according to the statistical analysis relied on a total of 422 ground motion records. The combination of ${\beta}_{Eh}$ spectrum and PGV/PGA equation allows determining the cumulative hysteretic energy as a main aseismic design indicator.