Glass fiber-reinforced polymer (GFRP) bars have been introduced as an effective alternative for the conventional steel reinforcement in concrete structures to mitigate the costly consequences of steel corrosion. However, despite the superior performance of these composite materials in terms of corrosion, the effect of replacing steel reinforcement with GFRP on the seismic performance of concrete structures is not fully covered yet. To address some of the key parameters in the seismic behavior of GFRP-reinforced concrete (RC) structures, two full-scale beam-column joints reinforced with GFRP bars and stirrups were constructed and tested under two phases of loading, each simulating a severe ground motion. The objective was to investigate the effect of damage due to earthquakes on the service and ultimate behavior of GFRP-RC moment-resisting frames. The main parameters under investigation were geometrical configuration (interior or exterior beam-column joint) and joint shear stress. The performance of the specimens was measured in terms of lateral load-drift response, energy dissipation, mode of failure and stress distribution. Moreover, the effect of concrete damage due to earthquake loading on the performance of beam-column joints under service loading was investigated and a modified damage index was proposed to quantify the magnitude of damage in GFRP-RC beam-column joints under dynamic loading. Test results indicated that the geometrical configuration significantly affects the level of concrete damage and energy dissipation. Moreover, the level of residual damage in GFRP-RC beam-column joints after undergoing lateral displacements was related to reinforcement ratio of the main beams.
The connections are classified as rigid, semi+rigid, or pinned. There are two classification systems, EC3 adn Bjorhovede et al., representatively. The EC3 boundary between rigid and semi-rigid connections is in on the whole restrictive in term of the stiffness as well as the moment capacity of connections. The boundary specified by Bjorhovede et al. may not be sufficient to assure the behavior of rigid frames in some cases. In this study, it is proposed the new classification system for steel connection that depends on the reduction factor(R) of critical buckling load for unbraced semi-rigid frame expressed by the stiffness ratio($\rho$) of beam to column and the stiffness ratio(k) of connection to beam. Finally, it is examined by experimental data that new classification criteria provides a practical boundary compared wit hteh existing classifications.
The objective of the study in this paper was to develop a beam-column element to model members with purely flexural yielding, as well as members with yielding under combined flexure and axial force during severe earthquake ground motins. The developed element can be considered as an one-component series hinge type model. It has the capability to model plastic axial deformation and changes in axial stiffness, and employs hardening rules to handle monotonic, cyclic or arbitrary loading. In general, when compared to experimental results and fiber model predictions, the element showed significantly better performance than the bilinear hinger model and could properly model the beam-column behavior of bare steel members in moment resisting frames. The developed element can more accurately predict local deformation demands and overall responses of structural systems under earthquake loadings than the bilinear hinge element.
The Maximum seismic responses of steel buildings with perimeter moment resisting frames (MRF), modeled as complex MDOF systems, are estimated for several incidence angles of the horizontal components and the critical one is identified. The accuracy of the existing rules to combine the effects of the individual components is also studied. Two and three components are considered. The critical response does not occur for principal components and the corresponding incidence angle varies from one earthquake to another. The critical response can be estimated as 1.40 and 1.10 times that of the principal components, for axial load and interstory shears, respectively. The rules underestimate the axial load but reasonably overestimate the shears. The rules are not always inaccurate in the estimation of the combined response for correlated components. On the other hand, totally uncorrelated (principal) components are not always related to an accurate estimation. The correlation of the individual effects (${\rho}$) may be significant, even for principal components. The rules are not always associated to an inaccurate estimation for large values of ${\rho}$, and small values of ${\rho}$ are not always related to an accurate estimation. Only for perfectly uncorrelated harmonic excitations and elastic analysis of SDOF systems, the individual effects of the components are uncorrelated and the rules accurately estimate the combined response. The degree of correlation of the components, the type of structural system, the response parameter under consideration, the location of the structural member and the level of structural deformation must be considered while estimating the level of underestimation or overestimation.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
/
v.12
no.2
/
pp.69-80
/
2008
In this study, improved capacity spectrum method (CSM) is proposed. The method can account for higher mode contribution to the seismic response of MDOF systems. The CSM has been conveniently used for determining maximum roof displacement using both demand spectrum and capacity curve of equivalent SDOF system. Unlike the conventional CSM, the maximum roof displacement is determined without iteration using inelastic displacement ratio and R factor calculated from demand spectrum and capacity curve. Three moment resisting steel frames of 3-, 9- and 20-stories are considered to test the accuracy of the proposed method. Nonlinear response history analysis (NL-RHA) for three frames is also conducted, which is considered as an exact solution. SAC LA 10/50 and 2/50 sets of ground motions are used. Moreover, this study estimates maximum story drift ratios (IDR) using ATC-40 CSM and N2-method and compared with those from the proposed method and NL-RHA. It shows that the proposed CSM estimates the maximum IDR accurately better than the previous methods.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
/
v.16
no.2
/
pp.173-182
/
2003
In equivalent static nonlinear analysis and in energy-based design, the structures are generally transformed into an equivalent SDOF system. In this study the seismic energy demands in multi story structures, such as three-, eight-, and twenty-story steel moment-resisting frames(MRF), buckling restrained braced frames(BRBF) and a damage tolerant braced frame(DTBF), are compared with those of equivalent single degree of freedom(ESDOF) systems. Sixty earthquake ground motions recorded In different soil conditions, which are soft rock, soft soil, and neat fault, were used to compute the input and hysteretic energy demands in model structures. In case the modal mass coefficient is less than 0.8, the effects of higher modes are considered in the process of converting into ESDOF According to the analysis results, the hysteretic and input energies obtained from 3 story and 8 story MRF and DTBF agreed well with the results from analysis of equivalent SDOF systems. However in the 20 story BRBF the results from ESDOF underestimated those obtained from the original structures.
Shariati, Mahdi;Ghorbani, Mostafa;Naghipour, Morteza;Alinejad, Nasrollah;Toghroli, Ali
Steel and Composite Structures
/
v.34
no.3
/
pp.393-407
/
2020
The braced tube frame system, a combination of perimeter frame and bracing frame, is one of the systems used in tall buildings. Due to the implementation of this system in tall buildings and the high rigidity resulting from the use of general bracing, providing proper ductility while maintaining the strength of the structure when exposing to lateral forces is essential. Also, the high stress at the connection of the beam to the column may cause a sudden failure in the region before reaching the required ductility. The use of Reduced Beam Section connection (RBS connection) by focusing stress in a region away from beam to column connection is a suitable solution to the problem. Because of the fact that RBS connections are usually used in moment frames and not tested in tall buildings with braced tube frames, they should be investigated. Therefore, in this research, three tall buildings in height ranges of 20, 25 and 30 floors were modeled and designed by SAP2000 software, and then a frame in each building was modeled in PERFORM-3D software under two RBS-free system and RBS-based system. Nonlinear time history dynamic analysis is used for each frame under Manjil, Tabas and Northridge excitations. The results of the Comparison between RBS-free and RBS-based systems show that the RBS connections increased the absorbed energy level by reducing the stiffness and increasing the ductility in the beams and structural system. Also, by increasing the involvement of the beams in absorbing energy, the columns and braces absorb less energy.
Modern earthquake-resistant design aims to isolate architectural precast concrete panels from the structural system so as to reduce the interaction with the supporting structure and hence minimize damage. The present study seeks to maximize the cladding-structure interaction by developing an energy-dissipating cladding system (EDCS) that is capable of functioning both as a structural brace, as well as a source of energy dissipation. The EDCS is designed to provide added stiffness and damping to buildings with steel moment resisting frames with the goal of favorably modifying the building response to earthquake-induced forces without demanding any inelastic action and ductility from the basic lateral force resisting system. Because many modern building facades typically have continuous and large openings on top of the precast cladding panels at each floor level for window system, the present study focuses on spandrel type precast concrete cladding panel. The preliminary design of the EDCS was based on existing guidelines and research data on architectural precast concrete cladding and supplemental energy dissipation devices. For the component-level study, the preliminary design was validated and further refined based on the results of nonlinear finite element analyses. The stiffness and strength characteristics of the EDCS were established from a series of nonlinear finite element analyses and are discussed in detail in this paper.
Some model building codes stipulate that the design displacement of a building can be computed using the elastic static analysis results multiplied by the deflection amplification factor, $C_d$. This approach for estimating the design displacement is essential and appealing in structural engineering practice when nonlinear response history analysis (NRHA) is not required. Furthermore, building codes stipulate the consideration of accidental torsion effects using accidental eccentricity, whether the buildings are symmetric-plan, or asymmetric-plan. In some model building codes, the accidental eccentricity is further amplified by the torsional amplification factor $A_x$ in order to minimize the discrepancy between statically and dynamically estimated responses. Therefore, this warrants exploration of the reliability of statically estimated design displacements in accordance with the building code requirements. This study uses the discrepancy curves as a way of assessing the reliability of the design displacement estimates resulting from the factors $C_d$ and $A_x$. The discrepancy curves show the exceedance probabilities of the differences between the statically estimated design displacements and NRHA results. The discrepancy curves of 3-story, 9-story, and 20-story example buildings are investigated in this study. The example buildings are steel special moment frames with frequency ratios equal to 0.7, 1.0, 1.3, and 1.6, as well as existing eccentricity ratios ranging from 0% to 30%.
In this study, the effect of flexibility of superstructures and nonlinear characteristics of LRB (Lead Rubber Bearing) isolator on inelastic response of base isolated structures is investigated. To demonstrate the intensity of damage in superstructures, demand response modification factor without the consideration of damping reduction factor, demand RI, is used and the N2 method is applied to compute this factor. To evaluate the influence of superstructure flexibility on inelastic response of base isolated structures, different steel intermediate moment resisting frames with different heights have been investigated. In lead rubber bearing, the rubber provides flexibility and the lead is the source of damping; variations of aforementioned characteristics are also investigated on inelastic response of superstructures. It is observed that an increase in height of superstructure leads to higher value of demand RI till 4-story frame but afterward this factor remains constant; in other words, an increase in height until 4-story frame causes more damage in the superstructure but after that superstructure's damage is equal to the 4-story frame's. The results demonstrate that the low value of second stiffness (rubber stiffness in LRBs) tends to show a significant decrease in demand RI. Increase in value of characteristic strength (yield strength of the lead in LRBs) leads to decrease in the demand RI.
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.