The main objective of this study is to analytically investigate the effectiveness of different strengthening solutions in upgrading the seismic performance of existing reinforced concrete (RC) buildings in Nepal. For this, four building models with different structural configurations and detailing were considered. Three possible rehabilitation solutions were studied, namely: (a) RC shear wall, (b) steel bracing, and (c) RC jacketing for all of the studied buildings. A numerical analysis was conducted with adaptive pushover and dynamic time history analysis. Seismic performance enhancement of the studied buildings was evaluated in terms of demand capacity ratio of the RC elements, capacity curve, inter-storey drift, energy dissipation capacity and moment curvature demand of the structures. Finally, the seismic safety assessment was performed based on standard drift limits, showing that retrofitting solutions significantly improved the seismic performance of existing buildings in Nepal.
Rainwater harvesting systems (RWHS), one of measures for on site rainwater management, have been promoted by laws, regulations and guidelines and have been increased. However, more evaluation of economic feasibility on RWHS is still needed due to seasonal imbalance of rainfall and little experiences and analysis on design and operation of RWHS. In this study, we investigated tank capacity of RWHS to secure economic validity considering catchment area and water demand, which is affected by building scale. Moreover, sensitivity analysis was performed to examine the effect of design factors, cost items and increase rate of water service charge on economic feasibility. The BCR (benefit cost ratio) is proportional to the increase in tank capacity. It is increased steeply in small tank capacity due to the effect of cost and, since then, gently in middle and large tank capacity. In case of 0.05 in the rate of tank volume to catchment area and 0.005 in water demand to catchment area, BCR was over one from the tank capacity of 160 $m^{3}$ taking into account of private benefits and from the tank capacity of 100 $m^{3}$ taking into account of private and public benefits. Sensitivity analysis shows that increase of water demand can improve BCR values with little cost so that it is needed to extend application of rainwater use and select a proper range of design factor. Decrease of construction and maintenance cost reduced the tank volume to secure economic validity. Finally, increase rate of water service charge had considerable impact on economic feasibility.
To estimate the structural seismic demand, some methods are based on an equivalent linear system such as the Capacity Spectrum Method, the N2 method and the Equivalent Linearization method. Another category, widely investigated, is based on displacement correction such as the Displacement Coefficient Method and the Coefficient Method. Its basic concept consists in converting the elastic linear displacement of an equivalent Single Degree of Freedom system (SDOF) into a corresponding inelastic displacement. It relies on adequate modifying or reduction coefficient such as the inelastic deformation ratio which is usually developed for systems with known ductility factors ($C_{\mu}$) and ($C_R$) for known yield-strength reduction factor. The present paper proposes a rational approach which estimates this inelastic deformation ratio for SDOF bilinear systems by rigorous nonlinear analysis. It proposes a new inelastic deformation ratio which unifies and combines both $C_{\mu}$ and $C_R$ effects. It is defined by the ratio between the inelastic and elastic maximum lateral displacement demands. Three options are investigated in order to express the inelastic response spectra in terms of: ductility demand, yield strength reduction factor, and inelastic deformation ratio which depends on the period, the post-to-preyield stiffness ratio, the yield strength and the peak ground acceleration. This new inelastic deformation ratio ($C_{\eta}$) is describes the response spectra and is related to the capacity curve (pushover curve): normalized yield strength coefficient (${\eta}$), post-to-preyield stiffness ratio (${\alpha}$), natural period (T), peak ductility factor (${\mu}$), and the yield strength reduction factor ($R_y$). For illustrative purposes, instantaneous ductility demand and yield strength reduction factor for a SDOF system subject to various recorded motions (El-Centro 1940 (N/S), Boumerdes: Algeria 2003). The method accuracy is investigated and compared to classical formulations, for various hysteretic models and values of the normalized yield strength coefficient (${\eta}$), post-to-preyield stiffness ratio (${\alpha}$), and natural period (T). Though the ductility demand and yield strength reduction factor differ greatly for some given T and ${\eta}$ ranges, they remain take close when ${\eta}>1$, whereas they are equal to 1 for periods $T{\geq}1s$.
Aflatooni, Mehran;Chan, Tommy H.T.;Thambiratnam, David P.
Structural Engineering and Mechanics
/
v.53
no.1
/
pp.89-104
/
2015
In current bridge management systems (BMSs), load and speed restrictions are applied on unhealthy bridges to keep the structure safe and serviceable for as long as possible. But the question is, whether applying these restrictions will always decrease the internal forces in critical components of the bridge and enhance the safety of the unhealthy bridges. To find the answer, this paper for the first time in literature, looks into the design aspects through studying the changes in demand by capacity ratios of the critical components of a bridge under the train loads. For this purpose, a structural model of a simply supported bridge, whose dynamic behaviour is similar to a group of real railway bridges, is developed. Demand by capacity ratios of the critical components of the bridge are calculated, to identify their sensitivity to increase of speed and magnitude of live load. The outcomes of this study are very significant as they show that, on the contrary to what is expected, by applying restriction on speed, the demand by capacity ratio of components may increase and make the bridge unsafe for carrying live load. Suggestions are made to solve the problem.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
/
v.8
no.3
/
pp.33-42
/
2004
While transforming the inelastic system into the equivalent elastic one gives an advantage of simpler analysis, the actual inelastic behavior of the system is hardly modeled in the capacity spectrum method (CSM). Therefore, the accuracy of CSM depends on the precise estimation of equivalent period and damping ratio as well as the modification of the elastic response spectrum and the corresponding demand spectrum. In this paper, the effect of demand spectrums on the accuracy of CSM is evaluated. First, the response reduction factors provided in ATC-40 and Euro Code are evaluated. Numerical analysis results indicated that the acceleration responses obtained using the factor of Euro Code are closer to the actual response than those obtained using the factors of ATC-40. Next, the accuracy of CSM is evaluated constructing the demand spectrum using the absolute acceleration responses and pseudo acceleration responses. The results obtained using the absolute acceleration responses were found to be generally larger than those obtained using the pseudo ones. Since CSM often underestimates the response, the use of absolute acceleration response gives the response relatively closer to the exact ones. However, the difference becomes negligible as the hardening ratio and the yield strength ratio become larger.
It is still inadequate for investigating the highly nonlinear and complex mechanical behaviors of single-layer latticed domes by only performing a force-based demand-capacity analysis. The energy-based balance method has been largely accepted for assessing the seismic performance of a structure in recent years. The various factors, such as span-to-rise ratio, joint rigidity and damping model, have a remarkable effect on the load-carrying capacity of a single-layer latticed dome. Therefore, it is necessary to determine the maximum load-carrying capacity of a dome under extreme loading conditions. In this paper, a mechanical model for members of the semi-rigidly jointed single-layer latticed domes, which combines fiber section model with semi-rigid connections, is proposed. The static load-carrying capacity and seismic performance on the single-layer latticed domes are evaluated by means of the mechanical model. In these analyses, different geometric parameters, joint rigidities and roof loads are discussed. The buckling behaviors of members and damage distribution of the structure are presented in detail. The sensitivity of dynamic demand parameters of the structures subjected to strong earthquakes to the damping is analyzed. The results are helpful to have a better understanding of the seismic performance of the single-layer latticed domes.
Larijan, Reza Jalali;Nasserabadi, Heydar Dashti;Aghayan, Iman
Structural Engineering and Mechanics
/
v.61
no.6
/
pp.755-763
/
2017
In this study, the susceptibility of different symmetric steel buildings with dual frame system to Progressive Collapse (PC) was assessed. Some ten-story dual frame systems with different type of braced frames (concentrically and eccentrically braced frames) were considered. In addition, numbers and locations of braced bays were investigated (two and three braced bays in exterior frames) to quantitatively find out its effect on PC resistance. An Alternate Path Method (APM) with a linear static analysis was carried out based on General Services Administration (GSA 2003) guidelines. Maximum Demand Capacity Ratio (DCR) for the elements (beams and columns) with highest DCRs ($DCR_{moment}$ and $DCR_{shear}$) is given in tables. The results showed that the three braced bays with concentric braced frames especially X-braced and inverted V-braced frame systems had a lower susceptibility and greater resistance to PC. Also, the results represented that the beams were more critical than columns against PC after the removal of column.
This study presents comparation of fixed and viscos boundary condition effects on three-dimensional earthquake response and performance of a RCC dam considering linear and non-linear response. For this purpose, Cine RCC dam constructed in Aydın, Turkey, is selected in applications. The Drucker-Prager material model is considered for concrete and foundation rock in the nonlinear time-history analyses. Besides, hydrodynamic effect was considered in linear and non-linear dynamic analyses for both conditions. The hydrodynamic pressure of the reservoir water is modeled with the fluid finite elements based on the Lagrangian approach. The contact-target element pairs were used to model the dam-foundation-reservoir interaction system. The interface between dam and foundation is modeled with welded contact for both fixed and viscos boundary conditions. The displacements and principle stress components obtained from the linear and non-linear analyses are compared each other for empty and full reservoir cases. Seismic performance analyses considering demand-capacity ratio criteria were also performed for each case. According to numerical analyses, the total displacements and besides seismic performance of the dam increase by the effect of the viscous boundary conditions. Besides, hydrodynamic pressure obviously decreases the performance of the dam.
Damages to buildings affected by a near-fault strong ground motion are largely attributed to the vertical component of the earthquake resulting in column failures, which could lead to disproportionate building catastrophic collapse in a progressive fashion. Recently, considerable interests are awakening to study effects of earthquake vertical components on structural responses. In this study, detailed modeling and time-history analyses of a 12-story code-conforming reinforced concrete moment frame building carrying the gravity loads, and exposed to once only the horizontal component of, and second time simultaneously the horizontal and vertical components of an ensemble of far-field and near-field earthquakes are conducted. Structural responses inclusive of tension, compression and its fluctuations in columns, the ratio of shear demand to capacity in columns and peak mid-span moment demand in beams are compared with and without the presence of the vertical component of earthquake records. The influences of the existence of earthquake vertical component in both exterior and interior spans are separately studied. Thereafter, the correlation between the increase of demands induced by the vertical component of the earthquake and the ratio of a set of earthquake record characteristic parameters is investigated. It is shown that uplift initiation and the magnitude of tensile forces developed in corner columns are relatively more critical. Presence of vertical component of earthquake leads to a drop in minimum compressive force and initiation of tension in columns. The magnitude of this reduction in the most critical case is recorded on average 84% under near-fault ground motions. Besides, the presence of earthquake vertical components increases the shear capacity required in columns, which is at most 31%. In the best case, a direct correlation of 95% between the increase of the maximum compressive force and the ratio of vertical to horizontal 'effective peak acceleration (EPA)' is observed.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
/
2004.10a
/
pp.60-67
/
2004
The designer of a tall building even in moderate and low seismic regions should, in finalizing the desist consider the probable impact of the design basis earthquake on the selected structural system. In this study, seismic response analysis was conducted to evaluate the seismic performance of concentrically braced steel highrise buildings which were designed only for governing wind loading under moderate seismicity. The main purpose of this analysis was to see if the wind design would create a system whose elastic capacity clearly exceeds the probable demand as suggested by the design basis earthquake. The strength demand-to-capacity study revealed that the wind-designed steel highrise buildings with the aspect ratio of larger than five can withstand the design basis earthquake elastically by a sufficient margin due to the system over-strength resulting from the wind-serviceability criterion. The maximum story drift demand from the design basis earthquake was just 0.25% (or half the limit of Immediate Occupancy performance level in FEMA 273)
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.