The seismic performance of moment frames could vary according to the rotation capacity of their connections. The minimum rotation capacity of moment connections for steel intermediate moment frames (IMF) was defined as 0.02 radian in AISC 341-10. This study evaluated the seismic performance of IMF frames with connections having a rotation capacity of 0.02 radian. For this purpose, thirty IMFs were designed according to current seismic design provisions considering different design parameters such as the number of stories, span length, and seismic design categories. The procedure specified in FEMA P695 was used for conducting seismic performance evaluation. It was observed that the rotation capacity of 0.02 radian could not guarantee the satisfactory seismic performance of IMFs. This study also conducted seismic performance evaluation for IMFs with connections having the rotation capacity of 3% and ductile connections for proposing the minimum rotation capacity of IMF connections.
Son, Su Won;Kim, Eung Soo;Na, Geon Ha;Kim, Jin Man
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.21
no.3
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pp.125-135
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2017
Various seismic isolation methods are being applied to bridges and buildings to improve their seismic performance. Most seismic isolation systems are the structural seismic isolation systems. In this study, the seismic performance of geotechnical seismic isolation system capable of isolating the lower foundation of the bridge structure from ground was evaluated. The geotechnical seismic isolation system was built with teflon, and the model structure was made by adopting the similitude law. The response acceleration for sinusoidal waves of various amplitudes and frequencies and seismic waves were analyzed by performing 1-G shaking table experiments. Fixed foundation, Sliding foundation, and Rocking foundation were evaluated. The results of this study indicated that the Teflon-type seismic foundation isolation system is effective in reducing the acceleration transmitted to the superstructure subject to large input ground motion. Response spectrum of the Rocking and Sliding foundation structures moves to the long period, while that of Fixed foundation moves to short period.
A footing located on slopes possess relatively lower bearing capacity as compared to the footing located on the level ground. The bearing capacity further reduces under seismic loading. The adverse effect of slope inclination and seismic loading on bearing capacity can be minimized by proving sufficient setback distance. Though few earlier studies considered setback distance in their analysis, the range of considered setback distance was very narrow. No study has explored the critical setback distance. An attempt has been made in the present study to comprehensively investigate the effect of setback distance on footing under seismic loading conditions. The pseudo-static method has been incorporated to study the influence of seismic loading. The rate of decrease in seismic bearing capacity with slope inclination become more evident with the increase in embedment depth of footing and angle of shearing resistance of soil. The increase in bearing capacity with setback distance relative to level ground reduces with slope inclination, soil density, embedment depth of footing and seismic acceleration. The critical value of setback distance is found to increase with slope inclination, embedment depth of footing and density of soil. The critical setback distance in seismic case is found to be more than those observed in the static case. The failure mechanisms of footing under seismic loading is presented in detail. The statistical analysis was also performed to develop three equations to predict the critical setback distance, seismic bearing capacity factor ($N_{{\gamma}qs}$) and change in seismic bearing capacity (BCR) with slope geometry, footing depth and seismic loading.
The development history, the current situation and the future of the performance-based seismic design of building structures in China are presented in this paper. Firstly, the evolution of performance-based seismic design of building structures specified in the Chinese codes for seismic design of buildings of the edition 1974, 1978, 1989, 2001 and 2010 are introduced and compared. Secondly, in two parts, this paper details the provisions of performance-based seismic design in different Chinese codes. The first part is about the "Code for Seismic Design of Buildings" (GB50011) (edition 1989, 2001 and 2010) and "Technical Specification for Concrete Structures of Tall Building", which presents the concepts and methods of performance-based seismic design adopted in Chinese codes; The second part is about "Management Provisions for Seismic Design of Outof-codes High-rise Building Structures" and "Guidelines for Seismic Design of Out-of-codes High-rise Building Structures", which concludes the performance-based seismic design requirements for high-rise building structures over the relevant codes in China. Finally, according to those mentioned above, this paper pointed out the imperfections of current performance-based seismic design in China and proposed the possible direction for further improvement.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.21
no.6
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pp.265-275
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2017
In order to improve the seismic performance of structures, friction pendulum system (FPS) is the most commonly used seismic isolation device in addition to lead rubber bearing (LRB) in high seismicity area. In a nuclear power plant (NPP) with a large self weight, it is necessary to install a large number of seismic isolation devices, and the position of the center of rigidity varies depending on the arrangement of the seismic isolation devices. Due to the increase in the eccentricity, which is the difference between the center of gravity of the nuclear structure and the center of stiffness of the seismic isolators, an excessive seismic response may occur which could not be considered at the design stage. Three different types of eccentricity models (CASE 1, CASE 2, and CASE 3) were used for seismic response evaluation of seismically isolated NPP due to the increase of eccentricity (0%, 5%, 10%, 15%). The analytical model of the seismic isolation system was compared using the equivalent linear model and the bilinear model. From the results of the seismic response of the seismically isolated NPP with increasing eccentricity, it can be observed that the effect of eccentricity on the seismic response for the equivalent linear model is larger than that for the bilinear model.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.18
no.3
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pp.105-116
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2018
The objective of this study is to investigate the response reducing effect of a seismic isolation system installed between 300m dome and supports under both horizontal and vertical seismic ground motion. The time history analysis is performed to investigate the dynamic behavior of single layer lattice domes with and without a lead rubber bearing seismic isolation system. In order to ensure the seismic performance of lattice domes against strong earthquakes, it is important to investigate the mechanical characteristics of dynamic response. Horizontal and vertical seismic ground motions cause a large asymmetric vertical response of large span domes. One of the most effective methods to reduce the dynamic response is to install a seismic isolation system for observing seismic ground motion at the base of the dome. This paper discusses the dynamic response characteristics of 300m single layer lattice domes supported on a lead rubber seismic isolation device under horizontal and vertical seismic ground motions.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.26
no.4
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pp.173-180
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2022
Most of the drinking water dams managed by the local governments in Korea are earthfill dams, and these dams have almost no geotechnical property information necessary for seismic performance evaluation. Nevertheless, in the rough planning stage for improving seismic safety for these dams, it is necessary to classify their relative seismic hazard against earthquakes and conduct an additional ground investigation. The zero seismic failure probability curve is a curve suggested in this study in which the probability of failure due to an earthquake becomes '0' regardless of the geotechnical properties of the earthfill dam. By examining the method and procedure for calculating failure probability due to an earthquake suggested in previous researches, the zero seismic failure probability curves for an earthquake in 1,000-year and 2,400-year return periods in Korea were presented in the form of a hyperbola on the plane of the dam height versus freeboard ratio (ratio of freeboard to dam height), respectively. The distribution characteristics of the dam height and the freeboard ratio of 81 Korean earthfill dams were presented. The two proposed zero seismic failure probability curves are shown on the plane of the dam height versus freeboard ratio, and the relative seismic hazard of 81 dams can be classified into three groups using these curves as boundaries. This study presented the method of classifying the relative seismic hazard and the classification result.
Guevara-Corzo, Jeffrey J.;Begambre-Carrillo, Oscar J.;Garcia-Sanchez, Jesus A.;Sanchez-Acevedo, Heller G.
Structural Engineering and Mechanics
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v.82
no.4
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pp.417-434
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2022
In this work, a review of mechanical metamaterials and seismic protection systems that use them is carried out, focusing on passive protection systems. During the last years, a wide variety of classical systems of seismic protection have demonstrated to be an effective and practical way of reducing the seismic vulnerability of buildings, maintaining their health and structural integrity. However, with the emergence of metamaterials, which allow obtaining uncommon mechanical properties, new procedures and devices with high performance have been developed, reducing the seismic risk through novel approaches such as: seismic shields and the redirection of seismic waves; the use of stop band gaps and the construction of buried mass resonators; the design of pentamodal base isolators. These ideas are impacting traditional areas of structural engineering such as the design and building of highly efficient base isolation systems. In this work, recent advances in new seismic protection technologies and researches that integrate mechanical metamaterials are presented. A complete bibliometric analysis was carried out to identify and classify relevant authors and works related with passive seismic protection system based on mechanical metamaterial (pSPSmMMs). Finally, possible future scenarios for study and development of seismic isolators based on mechanical metamaterials are shown, identifying the relevant topics that have not yet been explored, as well as those with the greatest potential for future application.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.27
no.6
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pp.265-273
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2023
This study proposes a methodology for the regional seismic risk assessment of structural damage to buildings in Korea based on evaluating individual buildings, considering inconsistency between the administrative district border and grid lines to define seismic hazard. The accuracy of seismic hazards was enhanced by subdividing the current 2km-sized grids into ones with a smaller size. Considering the enhancement of the Korean seismic design code in 2005, existing seismic fragility functions for seismically designed buildings are revised by modifying the capacity spectrum according to the changes in seismic design load. A seismic risk index in building damage is defined using the total damaged floor area considering building size differences. The proposed seismic risk index was calculated for buildings in 29 administrative districts in 'A' city in Korea to validate the proposed assessment algorithm and risk index. In the validation procedure, sensitivity analysis was performed on the grid size, quantitative building damage measure, and seismic fragility function update.
Chang, Sung Jin;Jeon, Bub Gyu;Park, Dong Uk;Kim, Sung Wan
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.28
no.3
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pp.141-147
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2024
Earthquakes of magnitude 3.0 or greater occur in Korea about 10 times on average yearly, and the number of earthquakes occurring in Korea is increasing. As many earthquakes have recently occurred, interest in the safety of nuclear power plants has increased. Nuclear power plants are equipped with many cabinet-type control facilities to regulate safety facilities, and function maintenance is required during an earthquake. The seismic performance of the cabinet is divided into structural and functional performances. Structural performance can be secured during the design procedure. Functional performance depends on the vibration performance of the component. Therefore, it is necessary to confirm the seismic performance of the components. Generally, seismic performance is confirmed through seismic simulation tests. When checking seismic performance through seismic simulation tests, it is difficult to determine the effect of frequency and maximum acceleration on an element. In this paper, shaking table tests were performed using various frequencies and various maximum accelerations. The seismic performance characteristics of the functions of electrical equipment components were confirmed through tests.
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