The inelastic earthquake response of non-symmetric, braced steel buildings, designed according to the EC3 (steel structures) and EC8 (earthquake resistant design) codes, is investigated using 1, 3 and 5-story models, subjected to a set of 10, two-component, semi-artificial motions, generated to match the design spectrum. It is found that in these buildings, the so-called "flexible" edge frames exhibit higher ductility demands and interstory drifts than the "stiff" edge frames. We note that the same results were reported in an earlier study for reinforced concrete buildings and are the opposite of what was predicted in several other studies based on the over simplified, hence very popular, one-story, shear-beam type models. The substantial differences in such demands between the two sides suggest a need for reassessment of the pertinent code provisions. In a follow up paper, a design modification will be introduced that can lead to a more uniform distribution of ductility demands in the elements of all building edges. This investigation is another step towards more rational design of non-symmetric steel buildings.
In a companion paper as well as in earlier publications, it has been shown that in asymmetric frame buildings, designed in accordance with modern codes and subjected to strong earthquake excitations, the ductility demands at the so called "flexible" edges are consistently and substantially higher than the ductility demands at the "stiff" edges of the building. In some cases the differences in the computed ductility factors between elements at the two opposite building edges exceeded 100%. Similar findings have also been reported for code designed reinforced concrete buildings. This is an undesirable behavior as it indicates no good use of material and the possibility for overload of the "flexible" edge members with a consequent potential for premature failure. In the present paper, a design modification will be introduced that can alleviate the problem and lead to a more uniform distribution of ductility demands in the elements of all building edges. The presented results are based on the steel frames detailed in the companion paper. This investigation is another step towards more rational design of non-symmetric steel buildings.
Pallares, Francisco J.;Dominguez, David;Pallares, Luis
Structural Engineering and Mechanics
/
v.76
no.1
/
pp.57-65
/
2020
It is very important to allocate valuable resources efficiently when reconstructing buildings after earthquake damage. This paper proposes the use of a simple seismic retrofitting system to make buildings more resilient than the stiffer systems such as the shear walls implemented in Chile after the earthquake in 2010. The proposal is based on the use of steel chevron-type braces in RC buildings as a dual system to improve the seismic performance of multistory buildings. A case study was carried out to compare the proposal with the shear wall solution for the typical seismic Chilean RC building from the structural and economic perspectives. The results show that it is more resilient than other stiffer seismic solutions, such as shear walls, reduces the demand, minimizes seismic damage, gives reliable earthquake protection and facilitates future upgrades and repairs while achieving the level of immediate occupancy without the costs of the shear walls system.
Anagnostopoulos, S.A.;Kyrkos, M.T.;Papalymperi, A.;Plevri, E.
Earthquakes and Structures
/
v.8
no.2
/
pp.463-484
/
2015
Modern codes for earthquake resistant building design require consideration of the so-called accidental design eccentricity, to account for torsional response caused by several factors not explicitly considered in design. This provision requires that the mass centres in the building floor be moved a certain percentage of the building's dimension (usually 5%) along both the x and y axes and in both positive and negative directions. If one considers also the spatial combinations of the two component motion in a dynamic analysis of the building, the number of required analyses and combinations increases substantially, causing a corresponding work load increase for practicing structural engineers. Another shortcoming of this code provision is that its introduction has been based primarily on elastic results from investigations of oversimplified, hence questionable, one story building models. This problem is addressed in the present paper using four groups of eccentric braced steel buildings, designed in accordance with Eurocodes 3 (steel) and 8 (earthquake design), with and without accidental eccentricities considered. The results indicate that although accidental design eccentricities can lead to somewhat reduced inelastic response demands, the benefit is not significant from a practical point of view. This leads to suggestions that accidental design eccentricities should probably be abolished or perhaps replaced by a simpler and more effective design provision, at least for torsionally stiff buildings that constitute the vast majority of buildings encountered in practice.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
/
2002.10a
/
pp.255-262
/
2002
In this paper, an improved multi-objective optimmum design method is proposed. And it is applied to steel frames under seismic loads. The multi-objective optimization problem is formulated with three optimality criteria, namely, minimum structural weight and maximum strain energy and stability. The Pareto curve can be obtained by performing the multi-objective optimization for multistory shear buildings. In order to efficiently solve the multi-objective optimization problem the decomposition method that separates both system-level and element-level is used. In addition, various techniques such as effective reanalysis technique with respect to intermediate variables and sensitivity analysis using an automatic differentiation (AD) we incorporated. Moreover, the relationship function among section properties induced from the profile is used in order to link system-level and element level. From the results of numerical investigation, it may be stated that the proposed method will lead to the more rational design compared with the conventional one.
Castellated beams fabricated from standard I-sections are being used for several structural applications such as commercial and industrial buildings, multistory buildings, warehouses and portal frames in view of numerous advantages. The advantages include enhanced moment of inertia, stiffness, flexural resistance, reduction in weight of structure, by passing the used plate girders, the passage of service through the web openings etc. In the present study, experimental and numerical investigations were carried out on concrete encased steel castellated beams with hexagonal openings under flexural loading. Various positions of openings such as along the neutral axis, above the neutral axis and below the neutral axis were considered for the study. From the experimental findings, it has been observed that the load-carrying capacity of the castellated beam with web opening above neutral axis is found to be higher compared to other configurations. Nonlinear finite element analysis was performed by using general purpose finite element software ABAQUS considering the material nonlinearities. Concrete damage plasticity model was employed to model the nonlinearity of concrete and elasto-plastic model for steel. It has been observed that FE model could able to capture the behaviour of concrete encased steel castellated beams and the predicted values are in good agreement with the corresponding experimental values.
It is well recognized that structures designed to resist strong ground motions should be able to withstand substantial inelastic deformations. A simple procedure has been developed in this paper to monitor the dynamic earthquake response (time-history analysis) of both steel and concrete multistorey buildings in the inelastic range. The building is treated as a shear beam model with three degrees of freedom per floor. The entire analysis has been programmed to run on a microcomputer and can output time histories of displacements, velocities, accelerations and member internal forces at any desired location. A record of plastic hinge formation and restoration to elastic state is also provided. Such information can be used in aseismic analysis and design of multistorey buildings so as to control the damage and optimize their performance.
In high multistory reinforced concrete buildings, coupled shear walls can provide an efficient structural system to resist horizontal force due to wind and seismic effects. Coupled shear walls are usually built over the whole height of the building and re laid out either as a series of walls coupled by beams and/or slabs or a central core structure with openings to accommodate doors, elevators walls, windows and corridors. A number of recent studies have focused on examining the seismic response of concrete, steel, and composite coupling beams. However, since no specific equations are available for computing the bearing strength of steel coupling beam-wall connections, it is necessary to develop such strength equations. There were carried out analytical and experimental studies to develop the strength equations of steel coupling beam-connections. Experiments were conducted to determine the factors influencing the bearing strength of the steel coupling beam-wall connection. The results of the proposed equations were in good agreement with both test results and other test data from the literature. Finally, this paper provides background for design guidelines that include a design model to calculate the bearing strength of steel coupling beam-wall connections.
The usefulness of walls in the structural planning of multistory buildings has long been recognized. When walls are situated in advantageous positions in a buildings, they can be very efficient in resisting lateral load. Specially coupled shear wall system is the primary lateral load resisting system of buildings. It is customary to refer to such walls as being 'coupled' by coupling beams. The coupling beams must exhibit excellent strength, stiffness ductility and energy dissipation capacity. To achieve these demands for steel coupling beam, steel coupling beam with Face Bearing Plate(FBP) embedded in the reinforced concrete walls is proposed. A comprehensive experimental test involving 2 steel coupling beam with and without FBP has been performed. Through experimental study, the evaluation of the advantage of that was establish and proposed the failure mode.
JK wall is a shear wall made of lightweight EPS mortar and reinforced with a 3-D galvanized steel mesh, called JK panel, and truss-like stiffeners, called JK stiffeners. Earlier studies have shown that low strength lightweight concrete has the potential to be used in structural elements. In this study, seismic contribution of the JK infill walls surrounded by steel frames is numerically investigated. Adopting a hybrid numerical model, behavior envelop of the wall is derived from the general purpose finite element software, Abaqus. Obtained backbone would be implemented in the professional analytical software, SAP2000, in which through calibrated hysteretic parameters, cyclic behavior of the JK infill can be simulated. Through comparison with earlier experimental results, it turned out that the proposed hybrid modeling can simulate monotonic and cyclic behavior of JK walls with good accuracy. JK infills have a panel-type configuration which their dominant failure mode would be ductile in flexure. Finally technical and economical advantages of the proposed JK infills are assessed for two representative multistory buildings. It is revealed that JK infills can reduce maximum inter-story drifts as well as residual drifts at the expense of minor increase in the developed base shear.
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.