A parametric study on the nonlinear seismic response of isolated reinforced concrete structural frame is presented. Three prototype frames designed according to the 1954 Hellenic seismic code, with number of floor ranging from 1 to 3 were considered. These low rise frames are representative of many existing reinforced concrete buildings in Greece. The efficacy of the implementation of both lead rubber bearings (LRB) and friction pendulum isolators (FPI) base isolation systems were examined. The selection of the isolation devices was made according to the ratio $T_{is}/T_{fb}$, where Tis is the period of the base isolation system and $T_{bf}$ is the period of the fixed-base building. The main purpose of this comprehensive study is to investigate the effect of the isolation system period on the seismic response of inadequately designed low rise buildings. Thus, the implementation of isolation systems which correspond to the ratio $T_{is}/T_{fb}$ that values from 3 to 5 is studied. Nonlinear time history analyses were performed to investigate the response of the isolated structures using a set of three natural seismic ground motions. The evaluation of each retrofitting case was made in terms of storey drift and storey shear force while in view of serviceability it was made in terms of storey acceleration. Finally, the maximum developed displacements and the residual displacements of the isolation systems are presented.
Owing to an increase in the air tightness of recent buildings, the natural ventilation rate was significantly lowered and the removal of accumulated moisture became difficult in these buildings. The hygrothermal performance of these buildings should be carefully considered to provide comfortable indoor environment by removing the moisture condensation risk and the mold growth potential. In this study, hygrothermal performance of two selected wall structures was investigated based on WUFI simulation program. The results displayed that the indoor temperature had impact on the moisture accumulation in the insulation layer for both modeled walls, showing that lower indoor temperature resulted in higher moisture accumulation, especially in the wood frame structure. Also, the yearly moisture accumulation profile exhibited a downward shift throughout the year by adding a vapour retarder with a lower sd-value. In addition, both of the two walls have condensation risk in winter, due to low temperature level. The wood frame structure has a bigger fluctuation and higher condensation risk than the concrete structure.
This study tries to analyze the development of architectural technologies appeared in several tall buildings and large spatial structures from 1955 to 1999 in Korea. We suppose that these buildings represent the development of technology in Korean modern architecture. By the detailed analysis of these buildings, we can arrive at a conclusion as such; During the years 1955-1999, there existed a great changement in the eighties. We can find this fact very well in the domain of structural system and curtain wall system. In large spatial structures, the structural-system of shell and steel truss dome was replaced by that of space frame, space truss and cable truss with membrane. In tall building, the structural system of rigid frame and shear wall was replaced by tubular system, core and outrigger system. Korean architects introduced the aluminum curtain wall in the sixties, but its low technological level caused many problems in reality. Therefore, precast concrete curtain wall appeared from seventies as the main method for an outer wall in tall building. With the augmentation of height after 1980, PC curtain wall was replaced by the aluminum curtain wall of unit type and structural glass wall system. These systems help to stress the transparency in a tall building.
In January 2018, the Ministry of Education published "Seismic design criteria for school buildings" and "Manual for seismic performance evaluation and retrofit of school buildings" to evaluate seismic performances through linear analysis. This paper evaluates the seismic performance of an old school building through the linear analysis. The target building was constructed in the late 1970s, and the seismic-force-resisting system was assumed to be a reinforced concrete moment frame with an un-reinforced masonry wall. As a result of the evaluation, the target building does not satisfy the 'life safety' level of 1.2 times the design spectrum. The average strength ratio of moment frames, an indicator of the level of seismic performance tends to be controlled by beams. However, through the Pohang earthquake, it was known that the short column effect caused by the partially infilled masonry wall caused shear failure of the columns in school buildings. Therefore, it is necessary to improve the linear analysis so that the column controls the average strength ratio of moment frames.
Tianjin Goldin Finance 117 tower has an architectural height of 597 m, total of 117 stories, and the coronation of having the highest structural roof of all the buildings under construction in China. Structural height-width ratio is approximately 9.5, exceeding the existing regulation code significantly. In order to satisfy earthquake and wind-resisting requirements, a structure consisting of a perimeter frame composed of mega composite columns, mega braces and transfer trusses and reinforced concrete core containing composite steel plate wall is adopted. Complemented by some of the new requirements from the latest Chinese building seismic design codes, design of the super high-rise building in high-intensity seismic area exhibits a number of new features and solutions to professional requirements in response spectrum selection, overall stiffness control, material and component type selection, seismic performance based design, mega-column design, anti-collapse and stability analysis as well as elastic-plastic time-history analysis. Furthermore, under the prerequisite of economic viability and a series of technical requirements prescribed by the expert review panel for high-rise buildings exceeding code limits, the design manages to overcome various structural challenges and realizes the intentions of the architect and the client.
This paper addresses two main issues relevant to the structural assessment of buildings subjected to explosions. The first issue regards the robustness evaluation of steel frame structures: a procedure is provided for computing "robustness curves" and it is applied to a 20-storey steel frame building, describing the residual strength of the (blast) damaged structure under different local damage levels. The second issue regards the precise evaluation of blast pressures acting on structural elements using Computational Fluid Dynamic (CFD) techniques. This last aspect is treated with particular reference to gas explosions, focusing on some critical parameters (room congestion, failure of non-structural walls and ignition point location) which influence the development of the explosion. From the analyses, it can be deduced that, at least for the examined cases, the obtained robustness curves provide a suitable tool that can be used for risk management and assessment purposes. Moreover, the variation of relevant CFD analysis outcomes (e.g., pressure) due to the variation of the analysis parameters is found to be significant.
Using vertical links in eccentric braced frames is one of the best passive structural control approaches due to its effectiveness and practicality advantages. However, in spite of the subject importance there are limited studies which evaluate the seismic reliability and response reduction factor (R-factor) in this system. Therefore, the present study has been conducted to improve the current understanding about failure mechanism in the structural systems equipped with vertical links. For this purpose, following definition of demand and capacity response reduction factors, these parameters are computed for three different buildings (4, 8 and 12 stories) equipped with this system. In this regards, pushover and incremental dynamic analysis have been employed, and seismic reliability as well as multi-level response reduction factor according to the seismic demand and capacity of the frames have been derived. Based on the results, this system demonstrates high ductility and seismic energy dissipation capacity, and using the response reduction factor as high as 8 also provides acceptable reliability for the frame in the moderate and high earthquake intensities. This system can be used in original buildings as lateral load resisting system in addition to seismic rehabilitation of the existing buildings.
A Reinforced concrete (RC) shear wall system with coupling beams has been known as one of the most promising structural systems for high-rise buildings. However, significantly large flexural and/or shear stress demands induced in the coupling beams require special reinforcement details to avoid their undesirable brittle failure. In order to solve this problem, one of promising candidates is frictional hysteretic energy dissipating devices (HEDDs) as an alternative to the coupling beams. The introduction of frictional HEDDs into a RC shear wall system increases energy dissipation capacity and maintains the frame action after their yielding. This paper investigates the strength demands (specifically yield strength levels) with a maximum allowable ductility of frictional HEDDs based on comparative non-linear time-history analyses of a prototype RC shear wall system with traditional RC coupling beams and frictional HEDDs. Analysis results show that the RC shear wall systems coupled by frictional HEDDs with more than 50% yield strength of the RC coupling beams present better seismic performance compared to the RC shear wall systems with traditional RC coupling beams. This is due to the increased seismic energy dissipation capacity of the frictional HEDD. Also, it is found from the analysis results that the maximum allowable ductility demand of a frictional HEDD should increase as its yield strength decreases.
The precast reinforced concrete frame system is a method for industrialization of construction. However, the seismic performance factor of this structural system is not explicitly clarified in some existing building codes. In this paper, the seismic performance factor for the existing precast concrete building frame systems with cast-in-situ reinforced shear walls were evaluated. Nonlinear behavior of the precast beam-column joints and cast-in-situ reinforced shear walls were considered in the modeling of the structures. The ATC-19's coefficient method was used for calculating the seismic performance factor and the FEMA P-695's approach was adopted for evaluating the accuracy of the computed seismic performance factor. The results showed that the over-strength factor varies from 2 to 2.63 and the seismic performance factor (R factor) varies from 5.1 to 8.95 concerning the height of the structure. Also, it was proved that all of the examined buildings have adequate safety against the collapse at the MCE level of earthquake, so the validity of R factors was confirmed. The obtained incremental dynamic analysis (IDA) results indicated that the minimum adjusted collapse margin ratio (ACMR) of the precast buildings representing the seismic vulnerability of the structures approximately equaled to 2.7, and pass the requirements of FEMA P-695.
With the recent trend to construct high-rise and large buildings, the steel structure system is widely used, but there are not enough studies on the vibration characteristics of the iFLASH system on the buildings. Therefore, in this study, we performed a vibration measurement of the natural frequency and damping ratio in the stage of iFLASH panel, composit, frame completion and cladding completion. The result findings suggest that the damping ratio after the cladding completion has a greater effect on the reduction of the damping ratio, than the stage after the frame completion.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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