Spatial structure does not have columns and walls installed inside, so they have a large space. There are upper structure and substructure supporting them. The response of seismic loads to the upper structure may be increased or decreased due to the effects of the substructure. Therefore, in this study, the seismic response of the upper structure and the floor response spectrum of the substructure were compared and analyzed according to the height of the substructure in the spatial structure where the LRB was installed. As a result, the possibility of amplification of response was confirmed as seismic waves passed though the substructure, which is likely to increase the response of the upper structures.
In the field of structural analysis so-called substructure methods have been applied extensively to solve large and complex structures by splitting them up in substructures. This substructure method is applicable to electromagnetic field analysis and highly parallel in nature. In this paper substructure FEM is implemented for magnetostatic field computation using parallel computer consists of many transputers. Parallel substructure method is a promising tool as a solution of not only compuation speed problem but also memory problem.
Sasan Babaei;Panam Zarfam;Abdolreza Sarvghad Moghadam;Seyed Mehdi Zahrai
Structural Engineering and Mechanics
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제88권3호
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pp.263-271
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2023
Base isolation is a widely used technique for the seismic control of structures as it reduces the structural seismic demand. However, displacement of the isolation layer is not economically feasible in congested urban areas. To resolve the issue, an innovative system is proposed here to isolate both horizontally at the base and vertically in the upper portion of the structure. A simplified linear three degree-of-freedom (3DOF) model of the system that considers the mass and stiffness ratios of the substructure has been introduced and analyzed in MATLAB by spectrum analysis. The 3DOF model results revealed that, when the period of the soft substructure reaches 2.5 times that of the stiff substructure, the isolation and the lower substructure responses decrease by 65% and 51%, respectively. Time-history analysis of a MDOF system at three frequency ratios under a wide range of ground motions indicated that, at the expense of accepting a certain large drift by the soft substructure in the upper portion of the structure, base isolation displacement can be decreased by 10%.
Hanjong Kim;Jaehoon Lee;Changwan Han;Seonghun Park
Wind and Structures
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제37권6호
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pp.461-471
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2023
The main objective of this study was to establish design guidelines for three key design variables (spar thickness, spar diameter, and total draft) by examining their impact on the stress distribution and resonant frequency of a 2.5-MW spar-type floating offshore wind turbine substructure under extreme marine conditions, such as during Typhoon Bolaven. The current findings revealed that the substructure experienced maximum stress at wave frequencies of either 0.199 Hz or 0.294 Hz, consistent with previously reported experimental findings. These results indicated that the novel simulation method proposed in this study, which simultaneously combines hydrodynamic diffraction analysis, computational dynamics analysis, and structural analysis, was successfully validated. It also demonstrated that our proposed simulation method precisely quantified the stress distribution of the substructure. The novel findings, which reveal that the maximum stress of the substructure increases with an increase in total draft and a decrease in spar thickness and spar diameter, offer valuable insights for optimizing the design of spar-type floating offshore wind turbine substructures operating in various harsh marine environments.
This paper is concerned with the comparison of substructure synthesis methods based on global and local coordinates. The substructure synthesis methods based on the global coordinates were first proposed for the dynamic analysis of complex structure and the substructure synthesis method based on the local coordinates was proposed to solve the dynamic problem of tree-like structure. However, the conceptual difference between two methods in solving the dynamic problem has never been explained. In this paper, a structure consisting of two beams is considered to show the conceptual difference of two methods. The dynamic formulation shows the characteristics and differences of two methods explicitly. The procedure for choosing proper substructure modes in each method is also explained in detail. In addition, the advantage of the substructure synthesis method based on the local coordinate system is discussed based on the numerical example. Numerical examples show how two methods are applied to the addressed problem.
An efficient method is presented for determining transient responses of locally nonlinear structures using substructure eigenproperties and Lagrange multiplier technique. The method is based upon the mode synthesis formulation procedure, but does not construct the equations of motion of the combined whole structure compared with the conventional methods. For modal bases of each linear substructure, either fixed or free interface modes can be employed. The transient analysis is based upon the recurrence discrete-time state equations and offers the simplicity of the Euler integration method without requiring small time increment and iterative solution procedure. Numerical examples reveal that the method is very accurate and efficient in calculating transient responses compared with the direct numerical integration method.
As a demand for underground structure is increasing with more parking and retail spaces required. Various construction methods are reviewed and selected for each specific site for economical and fast construction. In this study, factors for selecting construction methods were categorized for substructure construction. Construction processes of substructure are consisted of methods for excavation, earth retaining systems, and placement of slabs. Factors for the selection of substructure construction method are the condition of surrounding, geotechnical, information and constraint by comfortness for others nearby. After survey for the construction data of 5 different sites, analysis about reliable substructure construction selection method was suggested.
The 3MW OWEC demonstrator project in Korea will be the first offshore wind project with Korean turbine, Doosan WinDS3000, and constructed on the north-eastern sea of Jeju Island as the water depth of 15m. Integrated loadings of wind and wave are investigated to describe a design loads for both extreme and fatigue conditions using GH-Bladed. A dynamic behaviour of substructure strongly affects a substructure loadings. The jacket structure is designed in accordance with DNV guidelines. The results of this paper show overall design process of offshore substructure as a complex jacket concept and this design process can be implemented on a design of monopile and tripod structures.
본 연구에서는 공작기계의 동적설계를 합리적이고 효율적으로 수행하기 위하여 부분구조 합성법을 이용하여 부분구조의 감쇠 및 결합부의 특성행렬을 고려한 구조해석이론을 유도하고, 동적성능인 채터안정성 해석을 위하여 3차원 절삭동역학 이론을 사용하였다. 이를 결합하여 공작기계의 동적설계를 위한 전산프로그램 팩케지를 개발하고 국산 NC 선반의 성능개선에 응용하였으며, 부분구조 변경에 따른 전체 성능의 변화를 검토하였다.
This study investigate the dynamic response changes of rib dome structure according to property changes of Substructure. Eigenvalue analysis is conducted in first natural frequency of rib dome versus substructure and searched in the dominant mode of horizontal and vertical direction. Resonance frequency by each first natural frequency of the rib dome structure, substructure and total structure is applied for a seismic wave. That is analyzed about maximum displacement response ratio and maximum acceleration response ratio.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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