High-damping rubber bearings (HDRB) are commonly used as seismic isolation devices to protect civil engineering structures from earthquakes. However, the nonlinear hysteresis characteristics of the HDRB, such as their dependence on material properties and hardening phenomena, make predicting their behavior during earthquakes difficult. This study proposes a hysteretic model that can accurately predicts the behavior of shear deformation considering the nonlinearity when designing the seismic isolation structures using HDR bearings. To model the hysteretic characteristics of the HDR, dynamic loading tests were performed by applying sinusoidal and random waves on scaled-down specimens. The test results show that the nonlinear characteristics of the HDR strongly correlate with the shear strain experienced in the past. Furthermore, when shear deformation occurred above a certain level, the hardening phenomenon, wherein the stiffness increased rapidly, was confirmed. Based on the experimental results, the dynamic characteristics of the HDR, equivalent stiffness, equivalent damping ratio, and strain energy were quantitatively evaluated and analyzed. In this study, an improved bilinear HDR model that can reproduce the dependence on shear deformation and hardening phenomena was developed. Additionally, by proposing an objective parameter-setting procedure based on the experimental results, the model was devised such that similar parameters could be set by anyone. Further, an actual dynamic analysis could be performed by modeling with minimal parameters. The proposed model corresponded with the experimental results and successfully reproduced the mechanical characteristics evaluated from experimental results within an error margin of 10%.
In this paper we consider the element-wise (Hadamard) product (or sum) of elliptic divisibility sequences and study the periodic structure of these sequences. We obtain that the element-wise product (or sum) of elliptic divisibility sequences are periodic modulo a prime p like linear recurrence sequences. Then we study periodicity properties of product sequences. We generalize our results to the case of modulo $p^l$ for some prime p > 3 and positive integer l. Finally we consider the p-adic behavior of product sequences and give a generalization of [9, Theorem 4].
The dynamic behavior of the rectangular liquid storage structure is known to be greatly influenced by fluid-structure interaction. By mounting the liquid storage structure on the properly designed base isolators, dynamic response of the superstructure can be reduced. However, base isolators inevitably incur large displacement of the structure to the ground ·ind may give adverse effects on the sloshing height. This paper presents the analysis method for fluid-structure-isolator interaction in base-isolated rectangular liquid storage structures. In the method, the irrotational motion of invicid and incompressible ideal fluid is expressed by analytic solutions and the superstructure and isolators are properly modeled by finite element and bilinear model. Free surface sloshing motion, hydrodynamic pressure acting on the wall and structural response are obtained by the presented method.
Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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v.47
no.2
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pp.63-72
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2005
In this study, the physical and mechanical properties of steel fiber reinforced lightweight polymer concrete were investigated experimentally with various steel fiber contents. All tests were performed at room temperature, and stress-strain curve and load-deflection curve were plotted up to failure. The unit weight of steel fiber reinforced lightweight polymer concrete was in the range of $1,020{\sim}1,160\;kg/m^3$, which was approximately $50\%$ of that of the ordinary polymer concrete, The compressive strength, splitting tensile strength, flexural toughness and flexural load-deflection curves after maximum load were shown with increase of steel fiber content. The stress-strain curves of steel fiber reinforced lightweight polymer concrete were bilinear in nature with a small transition zone, Based on these results, steel fiber reinforced lightweight polymer concrete can be widely applied to the polymer composite products.
Kim, Kee Dong;Lee, Hak Eun;Ko, Man Gi;Kil, Heung Bae
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.9
no.1
s.30
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pp.139-147
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1997
본 논문은 단조하중(monotonic loading)하의 강재 보-기둥의 절점의 패널 영역 거동을 연구한 논문(Kim 1997)의 후속 논문으로 주기하중에 대한 패널영역의 거동을 해석하기 위한 이력법칙(hysteretic rules)에 관한 것이다. 제안된 이력법칙은 실험결과와 합당한 상관관계를 보여주었고, 이 이력법칙을 사용한 패널영역요소의 해석 결과가 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 한편 보강판(a doubler plate)을 갖는 패널영역에 대한 해석과 실험결과로 부터 보강판이 패널영역전달력 (panel zone shear force)을 저항하는데 있어 부분적인 효과만 있다는 것을 알 수 있었다. 제안된 패널영역요소는 구조물의 전체 거동과 국부 변형을 기존의 패널영역요소(bilinear panel zone element)보다 정확하게 예측 할 수 있었다.
This paper presents the processing of nonlinear features associated with a damage event by quadratic time-frequency distributions for damage identification in a frame structure. A time-frequency distribution is a function which distributes the total energy of a signal at a particular time and frequency point. As the occurrence of damage often gives rise to non-stationary, nonlinear structural behavior, simultaneous representation of the dynamic response in the time-frequency plane offers valuable insight for damage detection. The applicability of the bilinear time-frequency distributions of the Cohen class is examined for the damage assessment of a frame structure from the simulated acceleration data. It is shown that the changes in instantaneous energy of the dynamic response could be a good damage indicator. Presence and location of damage can be identified using Choi-Williams distribution when damping is ignored. However, in the presence of damping the Page distribution is more effective and offers better readability for structural damage detection.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2004.10a
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pp.492-499
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2004
The purpose of this paper is to present a design procedure of coulomb friction dampers for controlling elastic and inelastic responses of building structures. The equivalent damping and frequency increased by the friction damper are estimated using ATC-40 and ATC-55 procedures which provide equivalent linear system for bilinear one, and then a design formula to achieve target performance response level by friction damper is presented. It is identified that there exists error between the responses obtained by this formula and by performing nonlinear analysis and the features of the error vary according to the hardening ratio, yield strength ratio, and structural period. Equations for compensating this er개r are reposed based on the least square method, and the results from numerical analyses indicate that the error is significantly reduced, and the proposed formula can be used without much error for designing coulomb friction damper for retrofitting a structure showing elastic or inelastic behavior.
In this study, nonlinear analyses of prestressed concrete(PSC) test beams for inservice inspection of prestressed concrete containments for CANDU nuclear power plants are presented. In the analysis the material nonlinearities of concrete, rebar and prestressing steel are used. To reduce the numerical instability with respect to the used finite element mesh size, the tension stiffening effect has been considered. For concrete, the tensile stress-strain relationship derived from tests is modified and the stress-strain curve of rebar is assumed as a simple bilinear model. The stress-strain curve of prestressing steel is applied as a multilineal curve with the first straight line up to 0.8fpu. To prove the validity of the applied material models, the behavior and strength of the PSC test specimens tested to failure have been evaluated. A reasonable agreement between the experimental results and the predictions is obtained. Parametric studies on the tension stiffening effects, the impact of prestressing losses with time, and the compressive strength of concrete have been conducted.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2000.10a
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pp.209-216
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2000
The purpose of this study is to investigate elasto-plastic behaviour and estimate ultimate resistance capacity of the residential-commercial building subjected to lateral force along the height of structure. Four types of residential-commercial building are chosen as analytical models and investigated by pushover analysis. Pushover analysis estimates initial elastic stiffness, post-yielding stiffness, and plastic hinges on each story of structures through three-dimensional nonlinear analysis program CANNY-99. Skeleton curve of bending stiffness model is bilinear, shear stiffness model is trilinear, and axial stiffness model is elastic. Skeleton curve of axial stiffness model has the axial compression and tension stiffness of reinforced concrete members. This study presents the change of inter story drift, story stiffness and hinge of story and member.
본 논문의목적은 단조증가하중을 받는 강판 및 탄소섬유 sheet 로 보강된 철근콘크리트 단순보의 역학적 거동특성을 규명하기 위한 것이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 단부응력해석이 고려된 비선형 해석프로그램을 개발하였으며, 적용된 재료비선형모델은 콘크리트인 경우 tensile strain softening이 고려된 응력-변형율선도, 철근과 강판에 대해서는 bilinear 모델, 그리고 탄소섬유 sheet에 대해서는 완전탄성체의 모델이 적용되었다. Debonding 에 대해서는 보강재 단부의 전단응력에 의한 콘크리트박리하중을 Roberts의 해석적방법을 수정하여 계산하였다. 또한 개발된 프로그램은 실험결과 및 ADINA에 의한 해석결과와 비교하였으며, 보강단면 등에 따른 거동을 잘 예측하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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