Shallan, Osman;Maaly, Hassan M.;Sagiroglu, Merve;Hamdy, Osman
Structural Engineering and Mechanics
/
제70권2호
/
pp.221-231
/
2019
This paper performs for the first time a simultaneous optimization for members sections along with semi-rigid beam-to-column connections for space steel frames with fixed, semi-rigid, and hinged bases using a biogeography-based optimization algorithm (BBO) and a genetic algorithm (GA). Furthermore, a member's sections optimization for a fully fixed space frame is carried out. A real and accurate simulation of semi-rigid connection behavior is considered in this study, where the semi-rigid base connections are simulated using Kanvinde and Grilli (2012) nonlinear model, which considers deformations in different base connection components under the applied loads, while beam-to-column connections are modeled using the familiar Frye and Morris (1975) nonlinear polynomial model. Moreover, the $P-{\Delta}$ effect and geometric nonlinearity are considered. AISC-LRFD (2016) specification constraints of the stress and displacement are considered as well as section size fitting constraints. The optimization is applied to two benchmark space frame examples to inspect the effect of semi-rigidity on frame weight and drift using BBO and GA algorithms.
In this paper, a simplified seismic design method for low-rise dual frame-steel plate shear wall (SPSW) structures is proposed in the framework of performance-based seismic design. The dynamic response of a low-rise structure is mainly dominated by the first-mode and the structural system can be simplified to an equivalent single degree-of-freedom (SDOF) oscillator. The dual frame-SPSW structure was decomposed into a frame system and a SPSW system and they were simplified to an equivalent F-SDOF (SDOF for frame) oscillator and an equivalent S-SDOF (SDOF for SPSW) oscillator, respectively. The analytical models of F-SDOF and S-SDOF oscillators were constructed based on the OpenSees platform. The equivalent SDOF oscillator (D-SDOF, dual SDOF) for the frame-SPSW system was developed by combining the F-SDOF and S-SDOF oscillators in parallel. By employing the lateral force resistance coefficients and seismic demands of D-SDOF oscillator, the design approach of SPSW systems was developed. A 7-story frame-SPSW system was adopted to verify the feasibility and demonstrate the design process of the simplified method. The results also show the seismic demands derived by the equivalent dual SDOF oscillator have a good consistence with that by the frame-SPSW structure.
Masonry walls which are commonly used for partitions in low-rise reinforced concrete (RC) structures, can be easily exposed to high risks under strong earthquakes. Since the strength degradations cannot be protected under the ground motions, their applications cannot be recommended for building structures which are designed to possess high seismic performances. However, masonry-infilled walls are typically considered as non-structural elements in evaluating the seismic performance of building structures. In order to figure out this problem, this study performed experiments using two specimens-only RC frame and RC frame infilled with masonry walls- under static loading. Also, the study established analytical models representing fully infilled frames and bare frame, and compared their structural behavior with test results. In addition, analytical model representing partially infilled frames was established and analyzed. Test results indicated that strength and energy dissipating capacity were increased for IW-RN(fully infilled frames) compared to the NW(bare frame). The nonlinear static analysis of the three specimens was also conducted using the inelastic plastic hinge frame element and diagonal strut models, and the analytical results successfully simulated the nonlinear behaviour of the specimens in accordance with the test results.
두본 연구에서는 축소된 3층의 강재 프레임 구조물에 실제 지진동 데이터를 사용하여 고등적인 3차원 유한요소 해석을 통해 거동을 예측하고 손상을 평가하고자 한다. 비선형 동적 해석에서 구조물의 연약층(Soft Story)의 효과와 비대칭성(Asymmetry)을 고려하기 위하여 기둥의 단면적을 축소 시켜 기둥을 손상시키고 집중 질량을 슬래브에 가하여 프레임 모델을 설계를 하였다. 해석 결과 분석을 통해 프레임 구조물의 손상은 중량의 대칭성 보다는 기둥의 손상과 연약층의 존재에 의해서 결정됨을 본 연구를 통하여 재확인할 수 있다.
The dynamic tests of recycled aggregate concrete (RAC) are carried out, the rate-dependent mechanical models of RAC are proposed. The dynamic mechanical behaviors of RAC frame structure are investigated by adopting the numerical simulation method of the finite element. It is indicated that the lateral stiffness and the hysteresis loops of RAC frame structure obtained from the numerical simulation agree well with the test results, more so for the numerical simulation which is considered the strain rate effect than for the numerical simulation with strain rate excluded. The natural vibration frequency and the lateral stiffness increase with the increase of the strain rate. The dynamic model of the lateral stiffness is proposed, which is reasonably applied to describe the effect of the strain rate on the lateral stiffness of RAC frame structure. The effect of the strain rate on the structural deformation and capacity of RAC is analyzed. The analyses show that the inter-story drift decreases with the increase of the strain rate. However, with the increasing strain rate, the structural capacity increases. The dynamic models of the base shear coefficient and the overturning moment of RAC frame structure are developed. The dynamic models are important and can be used to evaluate the strength deterioration of RAC structure under dynamic loading.
Five reinforced concrete rigid frame and masonry infilled wall and cut off type masonry infilled wall were tesed during vertical and cyclic loads simultaneously. Experimental programs were accomplished to improve and evaluate the structural performance of test specimens, such as the hysteretic behavior, the maximum horizontal strength, crack propagation, and ductility etc. Test variables are hoop reinforcement ratio, with or without masonry infilled wall, and masonry method. All the specimens were constructed in one-third scale size. Based on the test results, the following conclusions can be made. For masonry infilled wall(IFB-1), maximum horizontal capacity was increased by 1.45 time in comparision with that of rigid frame(FB-0). For cut off masonry infilled wall (IFBC-1~3), maximum horizontal capacity was increased by 1.73~1.98 time in comparision with that of rigid frame(FB-0). For cut off masonry infilled wall(IFBG-1~3), ductility was increased by 1.48~2.08 time in comparision with that of masonry infilled wall (IFB-1).
This paper investigated strength of a bogie frame for Korean tilting train that is being developed in KRRI. In this study, static load tests based on Japanese Industrial Standard (JIS) were performed. In order to simulate vertical and lateral components generated by tilting link mechanism, four hydraulic actuators were used. The eight load cases such as vertical, lateral, traction, braking and driving gear loads were applied for evaluation of the strength of bogie frame. The stresses measured at the stress concentration points were assessed using Goodman diagram. From the experimental results, structural safety of the bogie frame could be ensured.
To minimize the compliance of frame, a method to optimize the topology of bracing system in a frame is presented. The frame is first filled uniformly with a truss-like continuum, in which there are an infinite number of members. The frame and truss-like continuum are analysed by the finite element method altogether. By optimizing the distribution of members in the truss-like continuum over the whole design domain, the optimal bracing pattern is determined. As a result, the frame's lateral stiffness is enforced. Structural compliance and displacement are decreased greatly with a smaller increase in material volume. Since optimal bracing systems are described by the distribution field of members, rather than by elements, fewer elements are needed to establish the detailed structure. Furthermore, no numerical instability exists. Therefore it has high calculation effectiveness.
One of the methods improving the seismic behavior of a structure is the frame with reduced beam section (RBS) which cuts a segment of flanges of the beam near the beam-to-column connection so that the section with reduced flanges has smaller flexural strength than the beam end. It is difficult to analyze the RBS frame because RBS portion has circular-cut type flange. And inelastic response of the steel frame with the RBS is very sensitive to the RBS model. In this paper, the analytical models of RBS portion are investigated and the results of the inelastic analysis for RBS analytical models are compared and then the analytical model for RBS is determined based on the results of inelastic analysis. Inelastic behavior of the RBS frame and its dynamic characteristics are investigated for selected analytical model of RBS.
The ultimate strength testing of a two-story, single-bay, and sway allowed space steel frame was performed. Considering a majority of large-scale frame tests in the past, only two-dimensional frames were experimentally studied. Therefore, three-dimensional experiment is needed to extend the knowledge of this field. The steel frame subjected to non-proportional vertical and horizontal load was tested. The load-displacement curve of the test frame is provided. The experiment results are useful for verification of the three-dimensional numerical analysis. The results obtained from 3D non-linear analysis using ABAQUS were compared with experimental data.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.