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.
The inelastic earthquake response of existing, reinforced concrete buildings with an open ground story, designed according to the old Greek codes, is investigated before and after their seismic strengthening with steel braces restricted to the open ground stories. The seismic performance evaluation is based on Part 3 of Eurocode 8 for assessment and retrofitting of buildings. Three and five-story, symmetric and non-symmetric buildings are subjected to a set of seven pairs of synthetic accelerograms, compatible with the design spectrum, and conclusions are drawn regarding the effectiveness of the strengthening solutions. Seismic behavior of the selected models confirms results of previous work regarding the insufficient capacity of the open ground stories for design level earthquakes. It is also shown that strengthening only the weak ground story, a choice having the substantial advantage of low cost and continued usage of the building during its seismic retrofitting, can remove the inherent weakness without shifting the problem to the stories above and thus making such buildings at least as strong as those without a weak first story. This partial strengthening is possible for symmetric as well as eccentric buildings, in which torsion plays a further detrimental role.
This study measured the thickness and speculation coefficient of the coating for existing buildings and calculated the diffusion coefficient of the coating to predict the depth of carbonation through numerical analysis in order to evaluate the impact of the external finish and local environment. As a result, it was possible to predict the short-term and long-term carbonation depth of reinforced concrete buildings coated with coating film with considerable reliability.
This study aims at developing a new seismic resistant method by using precast concrete wall panels for existing low-rise, reinforced concrete beam-column buildings such as school buildings. Three quasi-static hysteresis loading tests were performed on one unreinforced beam-column specimen and two reinforced specimens with U-type precast wall panels. Top shear connection of the PC panel was required to show the composite strength of RC column and PC wall panel. However, the strength of the connection did not influence directly on the ultimate loading capacities of the specimens in the positive loading because the loaded RC column push the side of PC wall panel and it moved horizontally before the shear connector receive the concentrated shear force in the positive loading process. Under the positive loading sequence(push loading), the reinforced concrete column and PC panel showed flexural strength which is larger than 97% of the composite section because of the rigid binding at the top of precast panel. Similar load-deformation relationship and ultimated horizontal load capacities were shown in the test of PR1-LA and PR1-LP specimens because they have same section dimension and detail at the flexural critical section. An average of 4.7 times increase in the positive maximum loading(average 967kN) and 2.7 times increase in the negative maximum loading(average 592.5kN) had resulted from the test of seismic resistant specimens with anchored and welded steel plate connections than that of unreinforced beam-column specimen. The maximum drift ratios were also shown between 1.0% and 1.4%.
Indonesia has had seismic codes for earthquake-resistant structures designs since 1970 and has been updated five times to the latest in 2019. In updating the Indonesian seismic codes, seismic hazard maps for design also update, and there are changes to the Peak Ground Acceleration (PGA). Indonesian seismic design uses the concept of building performance levels consisting of Immediate occupancy (IO), Life Safety (LS), and Collapse Prevention (CP). Related to this performance level, cases still found that buildings were damaged more than their performance targets after the earthquake. Based on the above issues, this study aims to analyze the performance of base isolation design on existing target buildings and analyze the seismic fragility for a case study in Indonesia. The target building is a prototype design 8-story medium-rise residential building using the reinforced concrete moment frame structure. Seismic fragility analysis uses Incremental Dynamic Analysis (IDA) with Nonlinear Time History Analysis (NLTHA) and eleven selected ground motions based on soil classification, magnitude, fault distance, and earthquake source mechanism. The comparison result of IDA shows a trend of significant performance improvement, with the same performance level target and risk category, the base isolation structure can be used at 1.46-3.20 times higher PGA than the fixed base structure. Then the fragility analysis results show that the fixed base structure has a safety margin of 30% and a base isolation structure of 62.5% from the PGA design. This result is useful for assessing existing buildings or considering a new building's performance.
Syrmakezis, C.A.;Mavrouli, O.A.;Antonopoulos, A.K.
Smart Structures and Systems
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제2권4호
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pp.305-312
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2006
In the case of hospital buildings, where seismic design requirements are very high, existing structuresand especially those attacked by past earthquakes, appear, often, unable to fulfil the necessary safety prerequisites. In this paper, the retrofitting of hospital buildings is investigated, using alternative methods of repair and strengthening. Analysis of an existing hospital building in Patras, Greece, is performed. The load-bearing system is a reinforced concrete system. Two solutions are proposed: strengthening using concrete jackets around column and beam elements and application of viscoelastic dampers for the increase of the stability of the structure. Adequate finite element models are constructed for each case and conclusions are drawn on the efficiency of each rehabilitation method.
Keihani, Reza;Bahadori-Jahromi, Ali;Goodchild, Charles;Cashell, Katherine A.
Structural Engineering and Mechanics
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제76권1호
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pp.83-99
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2020
Shear walls are structural members in buildings that are used extensively in reinforced concrete frame buildings, and almost exclusively in the UK, regardless of whether or not they are actually required. In recent years, the UK construction industry, led by the Concrete Centre, has questioned the need for such structural elements in low to mid-rise reinforced concrete frame buildings. In this context, a typical modern, 5-storey residential building is studied, and its existing shear walls are replaced with columns as used elsewhere in the building. The aim is to investigate the impact of several design variables, including concrete grade, column size, column shape and slab thickness, on the building's structural performance, considering two punching shear limits (VEd/VRd,c), lateral drift and accelerations, to evaluate its maximum possible height under wind actions without the inclusion of shear walls. To facilitate this study, a numerical model has been developed using the ETABS software. The results demonstrate that the building examined does not require shear walls in the design and has no lateral displacement or acceleration issues. In fact, with further analysis, it is shown that a similar building could be constructed up to 13 and 16 storeys high for 2 and 2.5 punching shear ratios (VEd/VRd,c), respectively, with adequate serviceability and strength, without the need for shear walls, albeit with thicker columns.
본 연구에서는 기존 강도증진형 내진보강법의 단점을 보완 개선할 수 있는 새로운 개념의 내진보강법인 RCSF (Reinforced Concrete Steel Frame) 외부접합형 내진보강공법을 제안하였다. RCSF 보강법은 거주자가 거주가 가능하면서 내진보강 공사를 실시할 수가 있으며, 접합부 시공성이 탁월하며, 특히 필요 내진보강량 산정이 간편한 전형적인 강도증진형으로 전단파괴가 지배적인 비내진상세를 가지는 국내 중 저층 철근콘크리트 건물에는 내력확보가 용이한 내진보강공법이다. 본 연구에서 제안한 RCSF 외부접합형 공법의 유용성을 검증 할 목적으로 기존 중 저층 철근콘크리트 학교건물의 골조를 대상으로 유사동적실험을 실시하여 검증함과 동시에 내진보강효과를 검토하였다. 그 결과, 국내에서 발생 가능한 최대 지진규모 (300gal)에서 비보강 골조는 붕괴를 하였지만, RCSF 외부접합형 내진보강법으로 보강한 골조는 경미한 지진피해가 예상되었으며, 대규모 지진 (400, 500gal)을 상정한 경우에도 소규모 이하의 지진피해가 예상되어 본 연구에서 개발한 RCSF 내진보강법의 유효성이 검증되었다고 사료된다.
Ecemis, Ali Serdar;Korkmaz, Hasan Husnu;Dere, Yunus
Computers and Concrete
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제27권4호
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pp.343-353
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2021
In this study, in order to improve the seismic performance of existing reinforced concrete (RC) framed structures, various external attachment of corner steel frame configurations was considered as a user-friendly retrofitting method. The external steel frame is designed to contribute to the lateral stiffness and load carrying capacity of the existing RC structure. A six-story building was taken into account. Four different external corner steel frame configurations were suggested in order to strengthen the building. The 3D models of the building with suggested retrofitting steel frames were developed within ABAQUS environment using solid finite elements and analyzed under horizontal loadings nonlinearly. Horizontal top displacement vs loading curves were obtained to determine the overall performance of the building. Contributions of steel and RC frames to the carried loads were computed individually. Load/capacity ratios for the ground floor columns were presented. In the study, 3D rendered images of the building with the suggested retrofits are created to better visualize the real effect of the retrofit on the final appearance of the façade of the building. The analysis results have shown that the proposed external steel frame retrofit configurations increased the lateral load carrying capacity and lateral stiffness and can be used to improve the seismic performance of RC framed buildings.
Earthquake resistance design has been developed many countries like Japan, USA, Mexico, New Zealand etc., which countries have experienced many earthquakes. Nowadays, earthquake resistance design has come into worldwide use. In Korea, the seismic design regulations have been established since 1988 in order to minimize the economic losses. Recently performance based design method has been adopted as a new Earthquake resistance design method. These regulations, however, are targeted for newly constructed buildings, In Korea, there are no regulations for existing buildings that built before 1988. So, we need to prepare the regulations that evaluate the seismic performance, furthermore proper retrofitting design guideline needs to be proposed when remodeling old buildings. This study was performed that many existing apartments is being a Remodeling object when considering the present condition of existing apartment and the problems of cost and environment in the future plan. When Remodeling construction is reviewed by former the Seismic Performance Evaluation Method, generating problems is evaluation by using Push-over. According to this, it provides the appropriate method of calculating the Seismic Ship Performance Index.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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