This paper is an experimental study on the behavior of vertical shear link in normal (steel section with and without stiffener) and composite (steel section with concrete located at the area limited to web and flanges of the section) configurations. This study is mainly aimed to perceive failure mechanism, collect laboratory data, and consider the effect of number of transverse reinforcements on strength and ductility of composite vertical links. There have been four specimens selected for examining the effects of different details. The first specimen was an I section with no stiffener, the second composed of I section with stiffeners provided according to AISC 2005. The third and fourth specimens were composed of I sections with reinforced concrete located at the area between its flanges and web. The tests carried out were of quasi-static type and conducted on full scale specimens. Experimental findings show remarkable increase in shear capacity and ductility of the composite links as compared to the normal specimens.
A large number of available concrete buildings designed only considering gravity load that require seismic rehabilitation because of failure to meet plasticity criteria. Using steel bracings are a common type of seismic rehabilitation. The eccentric bracings with vertical link reduce non-elastic deformation imposed on concrete members as well as elimination of probable buckling problems of bracings. In this study, three concrete frames of 10, 15, and 20 stories designed only for gravity load have been considered for seismic improvement using performance-based plastic design. Afterwards, nonlinear time series analysis was employed to evaluate seismic behavior of the models in two modes including before and after rehabilitation. The results revealed that shear link can yield desirable performance with the least time, cost and number of bracings of concrete frames. Also, it was found that the seismic rehabilitation can reduce maximum relative displacement in the middle stories about 40 to 80 percent. Generally, findings of this study demonstrated that the eccentric bracing with vertical link can be employed as a suitable proxy to achieve better seismic performance for existing high rise concrete frames.
본 논문에서는 셀룰러 망에서 무선 LAN으로 핸드오버를 수행하는 하향 수직 핸드오버 상황에서 TCP의 처리량 저하 문제를 해결하기 위한 송신자 기반의 새로운 혼잡 제어 기법을 제안한다. TCP는 하향 수직 핸드오버와 같이 링크의 특성이 급격히 변하게 되는 상황에 쉽게 적응하지 못하고 처리량이 저하되는 문제가 발생한다. 이 문제의 주된 원인은 셀룰러 망과 무선 LAN의 지연 시간 차이에 의해 생기는 패킷 재정렬에 의한 것으로, TCP는 이로 인해 필요하지 않은 혼잡 제어를 수행한다. 그 결과 TCP의 혼잡 윈도우의 크기가 줄어드는 것은 물론 무선 LAN의 대역폭마저 낭비된다. 본 논문에서는 이러한 현상을 방지하기 위해 송신자 측에서 하향 수직 핸드오버 발생 전까지 측정하던 셀룰러 망의 왕복 시간을 이용하여 재정렬로 인해 발생하는 중복된 ACK를 처리하는 한편, 중복된 ACK를 활용하여 TCP의 혼잡 윈도우 크기를 조절을 통해 TCP의 처리량을 향상 시키는 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안한 기법이 하향 수직 핸드오버 수행 시 발생하는 재정렬에 의한 문제를 해결하고, TCP New Reno 및 기존에 제안되어 있는 nodupack 방식에 비해 처리량을 향상시킴을 보인다.
This paper deals with a robust speed control problem of a vertical one-link manipulator in the presence of parameter uncertainties and unknown input disturbance. Uncertain load weight causes an additional sinusoidal disturbance in the rotation of the link. In order to improve the robustness against parameter uncertainties and external input disturbances, this paper employs an internal model-based disturbance observer approach. Comparative computer simulations are performed to test the performance of the proposed controller. The simulation results show the enhanced performance of the proposed method.
Eccentrically braced frames (EBFs) are utilized as a lateral resisting system in high seismic zones. Links are the primary source of energy dissipation and they are exposed to high deformation, which may lead to buckling. Web stiffeners were introduced to prevent buckling of shear link. AISC 341 provides the required vertical stiffeners for a shear link. In this study, different stiffener configurations were examined. The main objective is to improve the behavior of short links using different stiffener configurations. Pursuant to this goal, a comprehensive numerical study is conducted using ABAQUS. Shear links with different stiffener configurations were subjected to cyclic loading using loading protocol mandated by AISC 341. The results are compared in terms of energy dissipation and shear capacities and rupture index. The proposed stiffener configurations were further verified with different link length ratios, I-shapes and thickness of stiffener. Based on the results, the stiffener configuration with two vertical and two diagonal stiffeners perpendicular to each other is recommended. The proposed stiffener configuration can increase the shear capacity, energy dissipation capacity and the ratio of energy/weight up to 27%, 38% and 30%, respectively. Detailing of the proposed stiffener configuration is presented.
In vertical seismic isolation (VSI), a building is partitioned intentionally by vertical layers into two dynamically different substructures for seismic response reduction. Initially, a 1-story frame was partitioned into two substructures, interconnected by viscous and visco-elastic links, and seismic responses of the original and the vertically isolated structures (VIS) were obtained, considering a large number of stiffness and mass ratios of substructures with respect to the original structure. Color contour graphs were defined for presentation and investigation of large amounts of output results. Dynamic characteristics of the isolated structures were studied by considering the non-classical damping of the system, and then the effects of viscous and visco-elastic link parameters on the modal damping ratios were discussed. On this basis, three states of mass isolation, interactional state, and control mass were differentiated. Response history analyses were performed by Runge-Kutta numerical method. In these analyses, interaction of isolation ratios and link parameters, on response control of VIS was studied and the appropriate ranges for link parameters as well as the optimal ranges for isolation ratios were suggested. Results show that by using the VSI technique, seismic response reduction up to 50% in flexible substructure and even more in stiff substructure is achievable.
This paper presents a technique to model and control a manipulator which has a flexible link and moves in a vertical plane. The flexible link is modeled as an Euler-Bernoulli Beam. Elastic deformation of the flexible link is represented using the assumed modes method. A comparison function which satisfies all geometric and natural boundary conditions of a cantilever beam with an end mass is used as an assumed mode shape. Lagrange's equation is utilized for the development of a discretized model. This paper presents a simple technique to improve the correctness of the developed model. The final model including the shortening effect due to elastic deformation correlates very well with experimental results. The free body motion simulation shows that two assumed modes for the representation of the elastic deformation is proper in terms of the model size and correctness. A control algorithm is developed using PID control technique. The proportional, integral and derivative control gains are determined based on dominant pole placement method with a rigid one-link manipulator. A position control simulation shows that the control algorithm can be used to control the position and residual oscillation of the flexible one-link manipulator effectively.
This paper describes analytical investigation into a new dual function system including a couple of shear links which are connected in series using chevron bracing capable to correlate its performance with magnitude of earthquakes. In this proposed system, called Chevron Knee-Vertical Link Beam braced system (CK-VLB), the inherent hysteretic damping of vertical link beam placed above chevron bracing is exclusively utilized to dissipate the energy of moderate earthquakes through web plastic shear distortion while the rest of the structural elements are in elastic range. Under strong earthquakes, plastic deformation of VLB will be halted via restraining it by Stopper Device (SD) and further imposed displacement subsequently causes yielding of the knee elements located at the bottom of chevron bracing to significantly increase the energy dissipation capacity level. In this paper first by studying the knee yielding mode, a suitable shape and angle for diagonal-knee bracing is proposed. Then finite elements models are developed. Monotonic and cyclic analyses have been conducted to compare dissipation capacities on three individual models of passive systems (CK-VLB, knee braced system and SPS system) by General-purpose finite element program ABAQUS in which a bilinear kinematic hardening model is incorporated to trace the material nonlinearity. Also quasi-static cyclic loading based on the guidelines presented in ATC-24 has been imposed to different models of CK-VLB with changing of vertical link beam section in order to find prime effectiveness on structural frames. Results show that CK-VLB system exhibits stable behavior and is capable of dissipating a significant amount of energy in two separate levels of lateral forces due to different probable earthquakes.
For further development of passive control systems to dissipate larger seismic energy and prevent the structures from earthquake losses, this paper proposes an innovative two-level control system to improve behavior of chevron braced steel frames. Combining two Knee Braces, KB, and a Vertical Link Beam, VLB, in a chevron braced frame, this system can reliably sustain main shock and aftershocks in steel structures. The performance of this two-level system is examined through a finite element analysis and quasi-static cyclic loading test. The cyclic performances of VLB and KBs alone in chevron braced frames are compared with that of the presented two-level control system. The results show appropriate performance of the proposed system in terms of ductility and energy dissipation in two different excitation levels. The maximum load capacity of the presented system is about 30% and 17% higher than those of the chevron braced frames with KB and VLB alone, respectively. In addition, the maximum energy dissipation of the proposed system is about 78% and 150% higher than those of chevron braced frames with VLB and KB respectively under two separate levels of lateral forces caused by different probable seismic excitations. Finally, high performance under different earthquake levels with competitive cost and quick installation work for the control system can be found as main advantages of the presented system.
An extension of interaction matrix formulation to the problem of system and disturbance identification for a plant that is corrupted by both process and output disturbances is presented. The teaming control develops controllers that learn to improve their performance at executing a given task, based on experience performing this task. The simplest forms of loaming control are based on the same concept as integral control, but operating in the domain of the repetitions of the task. This paper studies the use of such controllers in a decentralized system, such as a robot moving on the vertical plane with the controller for each link acting independently. The basic result of the paper is to show that stability and iterative precision of the learning controllers for all subsystems when the coupling between subsystems is turned off, assures stability of the decentralized teaming in the coupled system, provided that the sample time in the digital teaming controller is sufficiently short. The methods of teaming system are shown up for the iterative precision of each link.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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