Пластичность Требования Self-Centering систем при землетрясении Загрузка
Эта статья описывает сейсмического отклика самоцентрирующейся с одной степенью свободы (SDOF) системы в виде спектров постоянной пластичности-R. Постоянное-R пластичности спектров самоцентрирующейся SDOF системы компьютерной и по сравнению с системами SDOF представляющих обычных железобетонных (RC) системы (представленный в виде билинейной упругопластических и жесткость унижающие систем). Самоцентрирующейся SDOF системы представляют собой гибридные и других пост-натянутой сейсмостойкий сборного железобетона структурных систем. SDOF системы проектируются с учетом практических диапазоны глобального проектных параметров (фактор силы сокращения postyielding жесткости и гистерезисных потенциала диссипации энергии). Показано, что самоцентрирующейся системы развиваются большей пластичности требования по сравнению с обычными системами RC, когда боковые силы и жесткости postyielding те же. Когда postyielding жесткости и гистерезисных потенциала диссипации энергии самоцентрирующейся системы увеличиваются, пластичность требует значительно снижается, и самоцентрирующейся системы развиваются уровня пластичности требования, аналогичные обычным системам RC ..
Ключевые слова: пластичность; после натяжения; сборных.
(ProQuest-CSA LLC: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ
Текущий сейсмических положения проектирования (например, номер 1) предвидеть структур иметь неупругих реагирования во время землетрясения основе дизайна. Правильно спроектированные и подробные железобетона (RC) каркас системы и структурных систем стены способны идти путем многократных неупругих циклов реагирования в соответствии с дизайн землетрясения. Это неупругих ответ, однако, часто приводит к повреждению и постоянные (остаточной) сноса и дорогостоящего ремонта после землетрясения процесса могут быть необходимы.
Сборного сейсмических структурные системы (PRESSS) исследовательская программа была начата разработка сборного железобетона структурных систем для сейсмических районов. Программа PRESSS разработала инновационные концепции для сборного железобетона frames2-5 и walls4 ,6-10 использования несвязанных после натянутый (PT) баров и нитей. Наиболее важной чертой этих несвязанных системах сборного бетона PT их самоцентрирующейся (SC) возможностей, что приводит к практически не остаточного дрейфа после землетрясения дизайн-основе.
Два несвязанных сборных PT конкретных систем, которые были studied7-10 схематически показаны на рис. 1. PT стали бежать через каналы встроенные в конструкционные элементы. После натяжения precompresses стыки между дискретной первичной членов. Поведение при боковой нагрузке регулируется поведение предварительно уплотненных соединений. Открытие этих соединений при выбранном уровне боковой нагрузки обеспечивает смягчение боковой поведение нагрузки дрейфа. Рисунок 1 (б) показывает, деформированной конфигурации несвязанных сборных PT конкретной системы стены, а на рис. 1 (с) представлены экспериментальные результаты для системы в условиях циклического loading.10 При разгрузке, после натяжения силы и осевой силы из-за тяжести нагрузки, как правило, восстановить структуру в исходное положение (SC), закрывая разрыв на открытом сустава. В ходе испытаний результаты, показанные на рис. 1 (с), темная линия показывает поведение циклических боковой дрейф нагрузки до момента, когда стали PT начинает приносить и свет линия показывает циклическое поведение после уступая стали PT до 6% дрейфа.
Темные линии показывает, что погрузка и разгрузка кривые близки друг к другу (то есть поведение является существенно нелинейной упругой) до уступая стали PT. Это смягчение поведение связано прежде всего с открытием разрыв вдоль горизонтальной соединение на базе стены и нелинейного поведения бетона при сжатии (см. деформированной конфигурации приведены на рис. 1 (б)), что приводит к узкой петлей гистерезиса . Боковой жесткости после значительного открытия разрыва называется postgap открытия жесткости. После уступая стали PT, жесткость ухудшает постепенно, по мере дрейфа увеличивается из-за потери сил после натяжения. Результаты испытаний на рис. 1 (с), однако, показывают, что правильно сконструированный несвязанных PT сборных система способна развиваться очень больших боковых дрейфует без потери прочности или SC возможности ..
Еще одной важной характеристикой системы несвязанных PT сборного бетона уменьшение жесткости (смягчение после разрыва открытия), с небольшой ущерб, причиненный в основных конструктивных элементов. Смягчение инициирован разрыв открытия удлиняется период собственных колебаний системы и ограничивает ускорение спроса. В обычных системах RC, смягчение поведение сопровождается растрескивание бетона и податливость арматура, которая наносит ущерб основные конструкционные элементы.
Предыдущие исследования аналитической несвязанных сборных PT systems2, 7 показывают, что дрейф спроса на эти системы больше, чем у сопоставимых обычных систем RC, так как несвязанные системы сборных PT мало гистерезисных потенциала диссипации энергии. Чтобы увеличить мощность рассеяния энергии, сочетание стали PT и арматурная сталь используется в критических соединений, в результате чего системы SC, которые называют гибридным сборных systems.3, 4,6 Кроме того, PT систем с металлическими или уступая трения заслонки находится в критическом суставов были изучены experimentally5 и analytically.8, 11 Кроме того, дополнительные затухания системы, такие как демпферы вязкого действуют параллельно с несвязанных стены PT были studied.12 принятии ACI критерии для инновационного рамных систем, таких как гибридные системы и другие SC рамных систем с добавлением элементов диссипации энергии (ACI-T1.1 0113) указывается, что минимально приемлемый гистерезисных диссипации энергии коэффициент
Группы ACI задача в настоящее время изучает аналогичные критерии для принятия инновационных систем стены, которые будут применяться к самоцентрирующейся стены системах ..
Христопулос, Filiatrault и Folz14 изучал singledegree степенями свободы (SDOF) системы с SC боковой loaddrift поведения для различных диапазонов после разрыва открытия жесткости и гистерезисных потенциала диссипации энергии. Нелинейных спектров ответа для этих систем по сравнению с теми билинейных упругопластических (АД) систем с 2% postyielding жесткости. Был сделан вывод о том, что SC системы равна или меньше силы выставлены более высокую производительность, чем аналогичные системы BP по пластичности спроса.
Это исследование представляет пластичности спроса спектра для систем КА предназначен для гладкого спектра ответ ускорение уменьшается на постоянной силы фактор снижения Р. гладкой ответ спектра 5% затухают средний спектр реагирования на множество основных движений, имеющих аналогичные характеристики, что составляет примерно расчетное землетрясение основе (DBE) в южной Калифорнии, как это описано в комментарии для 2000 NEHRP provisions.15 последствий глобального проектных параметров, таких как снижение стоимости фактором, после разрыва открытия жесткости и гистерезисных потенциала energydissipation и условия сайта почвы на пластичность требования для систем SC исследованы. Пластичности требования по сравнению с обычными системами RC. Кроме того, оценки минимальное допустимое значение для Исследование ограничивается рок, софт-роковых и жесткой сайтов почвы, как это определено 2000 NEHRP provisions.1
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В статье описывается влияние фактора силы сокращения, после разрыва открытия жесткости и гистерезисных диссипации энергии на пластичность требования SC системы SDOF по интенсивности землетрясений аналогичные DBE уровень текущей сейсмической дизайн provisions.1 пластичности требования для систем КА по сравнению с таковыми для обычных системах с одной поперечной силы и postyielding жесткости (что эквивалентно жесткости после разрыва открытия) в виде постоянной R спектров ответа пластичности. Исследований, необходимых для предоставления информации о взаимосвязи между спросом пластичность и прочность фактором сокращения R для недавно разработанных SC сейсмических loadresisting системы сборного железобетона.
УПРОЩЕННЫЙ подход к оценке нелинейного отклика
Уравнение движения с одной степенью offreedom системы
Широкое признание упрощенный подход к расследованию нелинейного отклика структур сейсмическая нагрузка заключается в использовании нелинейного динамического анализа SDOF systems.14 ,16-18 определяющего уравнения движения нелинейной системы в соответствии SDOF землетрясения нагрузки
... (1)
где т-масса системы; С вязкой коэффициент затухания системы, является нелинейной возвращающей силы системы; относительные перемещения, скорости и ускорения системы, и является основанием ускорения.
Основные свойства нелинейной системы SDOF являются ее первоначальный период естественного и предел текучести. Начальный период естественного системы Ti дается
... (2)
ки, где это начальная жесткость системы.
Для анализов, проведенных в настоящей работе, текучести системы Fy определяется из расчетной прочности упругого Fe путем деления на коэффициент снижения силы Р. Fe получается из упругого спектра ответ ускорение
... (3)
Текучести является основным параметром для определения нелинейной функции восстановления FR. Для обычных систем RC, Fy хорошо определяется предыдущей работе. Для систем, SC, Fy является эффективным линейную силу соответствующего ограничения на начало заметному снижению поперечную жесткость, из-за значительного открытия разрыв вдоль швов и нелинейного поведения бетона при сжатии (рис. 1 (с) и 2). Замкнутые выражения для расчета эффективных линейных силу ограничения (то есть, Fy) для систем КА были выведены предыдущими исследователями. Например, номер 9 предоставляет такие выражения для несвязанных стены PT. Смещение текучести иу соответствующие Fy является
... (4)
Решая. (1) численно обеспечивает истории перемещения времени для нелинейной системы SDOF. Один из простых нормированных нелинейных индекс ответа на уровне ущерба нелинейной системы Пластичности спроса на указанные мкР фактор R определяется как отношение максимальной абсолютной нелинейного перемещения из timehistory анализ ... к выходу иу перемещения следующим
... (5)
Кроме того, отношения между ... и линейных упругих смещение, соответствующее Fe, ULN, часто желаемое за дизайн приложений. За указанный фактор R, отношение ... на ULN, обозначается CR, могут быть выражены в терминах мкР
... (6)
Как отмечалось ранее, постоянной R пластичности спектры реакции используются в настоящем документе. Для развития этих нелинейных спектров нелинейных систем SDOF с различными периодами и указанный фактор R анализируются в соответствии сейсмическая нагрузка. Индекс R в формуле. (5) и (6) является параметром, который остается неизменным в течение вычисления нелинейных спектра.
Гистерезис модели, рассматриваемые в данном исследовании
Некоторые упрощенные модели гистерезиса Рассматриваются нелинейные системы SDOF: 1) BP системы, 2) жесткость унижающего (SD) системы, и 3) SC систем. Первые две модели представляют собой приблизительный глобальное поведение гистерезиса правильно разработанной технологии и подробные обычных систем RC. Модель SC напоминает поведение гистерезиса несвязанных сборных PT конкретных систем, гибридные системы сборных и несвязанных PT сборных систем добавил уступая или трения основе элементов диссипации энергии.
Конструктивных параметров АД или SD системы данный период являются: 1) текучести Fy, и 2) отношение postyielding жесткости к первоначальному Рисунок 2 показывает боковое поведение нагрузки дрейф этих двух систем.
Для систем, SC, Дополнительный параметр, дизайн требуется для системы SC указать гистерезисных потенциала диссипации энергии определяется относительной гистерезисных диссипации энергии коэффициент SC систем с 4,6 можно смоделировать в виде системы КА с конкретным значением При Поперечного движения нагрузки дрейфа систем КА с различными 2.
Вязкого затухания моделей
Врожденные структурные затухание обычно моделируется как эквивалентной линейной вязкого трения для облегчения вычислений. Коэффициент затухания с для указанных вязкого трения
C = 4
где / собственная частота системы SDOF.
Уравнение (7) показывает коэффициент затухания с для указанных затухания получается из свойств системы, таких как собственная частота F (обратная природных период) и массой т. В большинстве предыдущих исследований нелинейных спектров ответа, начальной (линейной упругой) свойства были использованы для определения с, а коэффициент остается неизменным при расчете нелинейных response.14, 16,18 Эта традиционная присущие структурной модели затухания называется начальная частота F ^ ^ к югу я затухания.
Частота нелинейной системы эффективно изменилось за ответ. Если частота нелинейной системы / п ^ ^ к югу известно, и с постоянна в течение реагирования, эффективного затухания в нелинейной области имеет вид
... (8)
, где
Как показано в формуле. (8), коэффициент демпфирования эффективно усиливаются для нелинейных систем, которые смягчают в нелинейной области (Р \ п ^ к югу
... (9)
где ... тем больше, либо максимальное положительное смещение до момента времени T = T * или иу; Umin * является минимальным из двух минимальных отрицательных водоизмещением до времени T = T * или-цу; Fmax * является усилие, соответствующее Umax * и Fmin * является усилие, соответствующее Umin *.
Мгновенной частоты секущих F ^ S ^ югу нелинейной системы в момент времени T = T * дается
... (10)
Уравнение (10) подставить в уравнение. (7), и коэффициент затухания по формуле. (7), постоянно обновляется в течение нелинейного отклика, используя мгновенные секущей частоты. Это затухание модель называется секущей частоты F ^ S ^ югу затухания.
Рис 3 () показывает, энергия-время истории с системой SD первоначальный период в 1,5 с и е ^ ^ к югу я модель демпфирования под землей Pacific Palisades движение было отмечено в 1994 Нортридж землетрясения. Энергия-время истории той же системы SD с к югу ^ S ^ затухания модель под тем же движение грунта на рис. 3 (б). Пластичности спрос на эти две системы в соответствии с настоящим движения грунта составляет около 7. В конце времени истории, следует отметить, что суммарная энергия, рассеиваемая вязкого трения почти такое же, как энергия, рассеиваемая гистерезисного поведения е ^ ^ к югу я модель демпфирования, однако, для е ^ ^ к югу с затуханием модель, полная энергия, рассеиваемая вязкого трения примерно вдвое меньше, рассеиваемая гистерезисного поведения. Кроме того, интересно отметить, что в то время около 9,7 с, больших затрат энергии передал для обеих систем, что приводит к одной большой гистерезисного цикла ответ в течение этого периода времени. Энергия, рассеиваемая вязкого трения увеличивается гораздо быстрее, чем гистерезисных диссипации энергии е ^ ^ к югу я затухания модели, но это не так F ^ S ^ югу модель демпфирования.
Результаты показывают, что вязкого трения может рассеять слишком много энергии для сильно нелинейных систем при е ^ ^ к югу я затухания модель. Подробнее по этому вопросу представлена в номер 19 ..
Граунд движений, используемых в данной работе
В общей сложности 83 ходатайств земли от Тихого сейсмостойкого строительства Research20 (ПЕЕР) Центр онлайн базы данных, используемые в данном исследовании. Земли движений горизонтальных составляющих землетрясения зарегистрированы движений: 1) в свободном поле или на нижнем уровне структуры менее двух этажей в высоту, 2) от землетрясения с магнитудой от 6,7 до 7,6, 3) на сайте меньше, чем 30 км от вины разрыве; и 4) на сайт с хорошо документированным почвенных условий, которые могут быть связаны с 2000 NEHRP сайте классификации system.1
Рядом с объективной записи характеризуется эффект направленности вперед, не рассматриваются в данном исследовании. Движения грунта записи, используемые в исследовании, имеют сходные характеристики с DBE уровне землетрясений южной Калифорнии сайтов, как описано в комментарии для 2000 NEHRP provisions.15 землю движений группируются в наборы на основе их сайте почвенных условиях, с сайтом почвенных условий, определенных в 2000 NEHRP provisions.1 Двенадцать землю движений, записанные на сайты класса B (рок сайтов) сгруппированы в набор LMSD-B, 28 движений земли, записанные на сайты класса C (мягкая сайты рок) сгруппированы в набор LMSD- C, а также 43 основных движений, записанные на сайты класса D (жесткий сайтов почвы) сгруппированы в набор LMSD-D. Информация о движении земли записи, которые используются в данном исследовании наряду с землетрясением событие, масштабы и расстояния, название станции и другие важные характеристики можно найти в номер 19.
Ответ статистика
Спектральных характеристик систем SDOF на землю движений из движения грунта набор выставки значительный разброс. На рисунке 4 показано изменение спектрального ускорения Sa реагирования на колебания грунта набор LMSD-D вместе с средней ускорение реагирования спектров Sa. Рисунка видно, что изменения в Sa является значительным, хотя земля движения всех зарегистрированных на сайтах, на тех же условиях почвы и в 30 км от вины за разрыв землетрясения по величине диапазона 6,7 до 7,7. Таким образом, статистический анализ спектральных ответных мер. Средняя чувствительность часто используется для создания дизайна recommendations.14 ,16-18 средний ответ, однако, последовательно представляет собой 50%-й вероятности превышения, и предполагая, что ответ на множество основных движений следует логарифмически нормального распределения (то есть, логарифм ответ обычно распространяется), средняя может быть рассчитана как
... (11)
где х (T ^ ^ я к югу, у) представляет собой отклик системы SDOF на указанный период первоначального T ^ ^ я к югу, чтобы JTH движение грунта в основном движение системы (например, х (T ^ ^ я к югу, к) = Са (T ^ ^ я к югу, J)) и п общего числа основных движений в основном набор движений.
Постоянное-R пластичности спектров
Гладкие ответ спектра Fe-Несколько предыдущих исследований в области пластичности спрос на системы SDOF с помощью наборов движения грунта records.14 ,16-18 В этих исследованиях упругих сил проектирования систем SDOF (в зависимости от начального периода Ti ) Fe (Ti), определяется по спектру ускорение реакции каждого движения грунта Sa (Ti, J), и соответствующие текучести Fy (Ti), определяется по формуле. (3). Например, для определения вязкости спрос на землю J движения, Fe (Ti, у) т * Sa (Ti, J), и Fy (Ti, у) получается путем подстановки Fe (Ti, J) в уравнение. (3). Таким образом, Fe и Fy отличаться от движения грунта на Землю движения.
В текущей сейсмической положения проектирования, 1 однако, Fe (Ti) определяется из гладкого спектра дизайн. В настоящем исследовании используется гладкий спектр реагирования для определения Fe (Ti), что и приближает дизайн спектра и могут быть непосредственно связаны с землей движения множества используемых в анализе. Это гладкий спектр ответ 5% затухают средней ускорение реагирования спектра Sa, рассчитанная по формуле. (11) для движения грунта множество, как показано на рис. 4. Таким образом, дизайн упругих сил Fe (Ti), используемые в формуле. (3), чтобы определить Fy (Ti) для пластичности анализ спроса на землю движений в определении движения в землю определяется по средней спектр реагирования на колебания грунта устанавливается следующим образом
... (12)
Соответствующие Fy (Ti) получается путем подстановки Fe (Ti) по формуле. (12) в уравнение. (3).
Средний постоянной R-спектров пластичности расследование мкР пластичности спрос на системы с различными периодами для данного фактора R, уравнение. (5) рассчитывается раз для каждого периода и для каждого движения грунта. Начальный период система, используемая в данном спектральном анализе колеблется от 0,1 до 3 потому, что большинство строительных периодов в этой области.
Пластичности спроса на каждый период рассчитывается по земле движений в наборе имеет существенные различия, аналогичный показанному на Sa на рис. 4. Средний спрос пластичности, рассчитанная по формуле. (11), соответствует 50% вероятности превышения и используется для представления пластичности спрос на землю движения множество. Хотя результаты спектрального анализа представлены в данном документе в виде среднего спектра пластичность, изменения в требованиях мкР был также рассмотрен, и результаты можно найти в номер 19.
CR результаты не представлены в данной статье. Они похожи на мкР результаты и могут быть получены из мкР по формуле. (6).
Пластичность ТРЕБУЕТ
Дизайн параметры, управляющие пластичности требования
Дизайн параметров, рассмотренных в данном исследовании, снижение стоимости фактор R, postyielding отношение жесткости (для ВР и SD системы), либо после разрыва открытия отношение жесткости (для систем SC) ^. R используется для расчета Fy систем SDOF. NEHRP 2000 provisions1 назначить различные значения R для различных структурных систем. Например, величина R равна 5 отводится особая система сдвига стены RC. R значения, используемые в данном исследовании, 2, 4 и 6. Значение R равен или меньше, чем 4 соответствует относительно высокой боковой силы и значения R больше 4 указывает на относительно низкий боковой силы.
В отличие от обычных систем RC, конструктивные параметры Например, после смягчения разрыва открытия (то есть, после разрыва открытия жесткости) можно управлять количеством стали после натяжения.
Как отмечалось ранее, несвязанных сборных PT конкретной системы стены мало гистерезисных потенциала диссипации энергии. Рисунок 5 сравнивает боковой истории перемещений время системы КА с Он отметил, что система SC колеблется с большой перемещения вокруг нулевой линии, в то время как сугробы BP системы от нулевой базовой линии, но имеет меньшие перемещения колебаний. Чем больше смещение системы SC является результатом отсутствия гистерезисных диссипации энергии. По этой причине, ACI T1.1-0113 устанавливает минимальное значение
Расчетные параметры 30 различных систем SDOF используемых в настоящем документе приведены в таблице 1. Обозначений, используемых в таблице следующим образом: символы SD, BP, и SC определены на рис. 2. Для обозначения с указанием SC систем, указанных 12,5% и Для SD и BP системы, обозначения типа системы следует дефис и SDOF систем 51 различных периодов от 0,1 до 3 с, проанализированы. В каждый период, нелинейных динамических анализов 30 SDOF системы осуществляется. Вязкого трения в размере 5% предполагается. Эти анализы повторяются для трех различных значений R: 2, 4 и 6. Большинство параметрические исследования, представленные в статье, получены с помощью движения LMSD-D почва. Результаты LMSD-B и-C LMSD наборы движения грунта, представлены только для исследования влияния условий участка почвы на пластичность требования и укрепить выводы о влиянии конструктивных параметров извлечь из анализа с использованием движения LMSD-D землю набор ..
Пластичность требования
На рисунке 6 показан средней пластичности постоянной R спектры для SD-2 и BP-2 систем с двумя разными моделями затухания, е ^ ^ к югу с затуханием и е ^ ^ к югу я затухания, под землей движений из движения LMSD-D почва . R значения, равные 2, 4 и 6 рассматриваются.
На рисунке 6 показано, что спектры можно разделить на два различных спектральных диапазонов. Области, где стремится к бесконечности, как в период уменьшается, и область, где стремится к соответствующему значению R, как в период увеличивается. Период регионе, где становится относительно постоянной и не зависит от периода определяется как longperiod регионе. Короткопериодных регионе, где сильно зависит от периода. Период, разделяющий эти два региона зависит от величины R, и этот период увеличивается с ростом R. Кроме того, растет с увеличением R. Известная "равные правила перемещения" охватывает долгопериодных области, где максимальная линейных перемещений упругой ... примерно равна максимальной нелинейных неупругих перемещения ... так что пластичность примерно равен соответствующему значению R, то есть
...
Рисунок 6 показывает, что при модели.
Рисунок 6 показывает, что для BP-2 "является, как и для SD-2. Для данной модели затухания, разница между этими двумя системами с ростом Р. При заданном R значение, большее различие наблюдается и для систем с F ^ S ^ югу модель демпфирования. Несмотря на это, разница невелика.
Пластичности спрос на SD-2 системы по сравнению с таковой для SC0-2 и SC12.5 системы-2 на рис. 7. F ^ S ^ югу затухания модель. Рис 7 () показывает, на три различные системы для R равна 4. Он отметил, что для SC0-2, SC12.5-2 и УР-2 системы составляет около 8, 6 и 4, соответственно, в долгосрочном периоде регионе. Из рисунка видно, что для SC0-2 "значительно выше, чем для SD-2", и больше, чем соответствующая величина R. Добавление небольшого количества гистерезисных диссипации энергии (SC12.5-2), однако, уменьшается. Тем не менее, равные правила перемещения не может быть применен к любой из этих систем с SC Рис 7 (б) показывает отношение к SC0-2 и SC12.5-2 ", как и для SD-2 системы R равна 4. Для SC0-2 "и SC12.5-2" в 100 и 50% выше, соответственно, чем для SD-2 "с той же боковой силы и
Влияние почвенных условий сайт-спектров SC0-2, SC12.5-2 и УР-2 системы R равна 2 и 6 были рассчитаны с использованием наземных движения множества LMSD-B, LMSD-C, и D-LMSD . Результаты для каждой системы LMSD-B и-C LMSD наборы движения грунта нормируются для той же системы в соответствии с движением LMSD-D почва, и в результате соотношения приведены на рис. 8.
Рис 8 (а) и (б) показывают, что отношения близки к 1 для систем с относительно высокой боковой силы (R = 2) в диапазоне периодов, независимо от условий эксплуатации почвы. Для систем с относительно низкой боковой силы (R = 6), однако, соотношение примерно 0,4 на 0,8 на срок до 1,25 с и 0,6 на 0,9 на срок более 1,25 с для движения земли LMSD-B множество, как показано на рис. 8 (с), соотношение примерно от 0,7 до 1,0 для движения LMSD-C почва в диапазоне от периода, как показано на рис. 8 (г). Результаты показывают, что для системы с относительно высоким уровнем боковых сил составляет примерно зависит от местных условий почвы, но в зависимости от состояния почвы на сайте системы при относительно низких боковых сил. Кроме того, результаты показывают, что для данного периода, и R = 6, является крупнейшим для движения множество землю LMSD-D и маленький для движения земли LMSD-B множество.
Рис 8 (а) и (б) показывают, что влияние условий участка почвы на похож, независимо от типа системы, когда системы обладают сравнительно высокой боковой силы (R = 2). По мере увеличения R, однако, величина эффекта сайта почвы зависит от типа системы. Рис 8 (с) и (г) показывают, что при относительно низких боковых сил системы (R = 6), соотношения соответствующих SD-2 и SC0-2 системы самые высокие и маленькие, соответственно, в интервале периоды. Разница в соотношении для SC0-2 и SC12.5-2 системы невелика. Эти результаты показывают, что для систем SC (либо SC0-2 или SC12.5-2), разница в связи с сайта почвы больше, чем для обычных систем RC (например, SD-2 системы).
Сделан вывод, что влияние условий участка почвы, зависит от типа системы и боковой уровень прочности. условия сайта почвы влияет на системы SC больше, чем за обычными системами RC, и этот эффект становится все более значительным при увеличении R.
Влияние после разрыва открытия отношение жесткости-Для исследования влияния на 9 (а). Во всех случаях, Показано, что увеличение
Рис 9 (б) показывает отношение к SC12.5-2, SC12.5-5, SC12.5-10, и SC12.5-20 систем, что для SC12.5-0 системы. Рис 9 (б) показывает, что влияние За период менее чем 0,5 с, значительное сокращение может быть достигнуто за счет небольшого увеличения Для периодов, превышающих 0,5 с, снижение составляет примерно зависит от периода. Например, 5 и 10% сокращение может быть достигнуто с помощью Сделан вывод, что требования по пластичности системы SC может быть сведена к какой-то степени за счет увеличения
Влияние гистерезисных диссипации энергии созданию несвязанных PT конкретной системы стене (в лице системы SC SDOF с гистерезисных диссипации энергии на пластичность требования для систем КА, спектры для систем КА с различными к югу E ^ равна 100%.
... спектров SC0-2, SC12.5-2, SC25-2, SC50-2, а BP-2 систем показаны на рис. 10 (а). Движения LMSD-D почва используется, и R равна 4. Это показано на рис. 10 (а), что увеличение Кроме того, для SC системы всегда выше, чем у сопоставимых системы BP (с тем же периодом, на одной поперечной силы [же R], и тот же
Отношения ... "За SC12.5-2, SC25-2, SC50-2, а BP-2 системы, что для SC0-2" на рис. 10 (б) для R равна 4. Эти соотношения показывают сокращение от увеличения Как и ожидалось, было показано, что увеличение Например, минимальный коэффициент диссипации энергии ( Сделан вывод, что гистерезисные диссипации энергии снижает пластичность спрос более или менее равномерно в течение периода диапазона.
После разрыва открытия соотношение жесткости и гистерезисных коэффициент диссипации энергии комбинированного Из замечания, сделанные ранее, проектные параметры, которые контролируют пластичности требования к системам КА R, Результаты показывают, что большое значение Большое значение Сочетание Рис 11 и 12 показывают, для систем с начальными периодами 0,5 и 1,5 с для R равна 2 и 6. Спектров для систем с F ^ S ^ югу затухания модели показаны на рис. 11 (а) (г), и спектры для систем с е ^ ^ к югу я затухания модели показаны на рис. 12 (а) (г). В целом, увеличение
Для данного Для SC системы при малых значениях R (системы с относительно высоким уровнем боковых сил), повышение Это замечание справедливо как для демпфирования моделей. Для данного
При е ^ ^ к югу с затуханием модель используется, оно наблюдается, SC систем с в При е ^ ^ к югу я затухания используется модель, однако, относительно постоянной сокращение достигается за счет увеличения Влияние Влияние
Результаты приведены на рис. 11 и 12 обеспечивают основу для определения Как отметил Христопулос, Filiatrault и Фолс, 14 множество комбинаций По делам, рассматриваемым в настоящем исследовании, системы КА с и BP-0 системы, когда F ^ S ^ югу затухания используется модель (рис. 11). Кроме того, системы КА с е ^ ^ к югу я затухания используется модель (рис. 12). На рисунке 13 показана спектров системы SC сравнимо с традиционными системами RC (SD-0 и АД-0 системы) для R равна 2, 4 и 6, используя движения LMSD-D почва.
На рисунке 14 показано результаты подобных анализов, проведенных с использованием различных наборов движение грунта, чтобы эти данные от движения земли LMSD-D множество. F ^ S ^ югу затухания модель. На рисунке приведены значения 13 (а) для движения LMSD-D почва обеспечить аналогичные результаты для LMSD-B и-C LMSD наборы движения грунта ..
РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ
Резюме
Это исследование изучило пластичности требования к системам SDOF представляющих традиционные системы RC; несвязанных системах сборных PT; гибридных систем сборных и несвязанных PT сборных систем добавил уступая или frictionbased элементов диссипации энергии. Постоянное-R пластичности спектры для этих систем, принимая во внимание два вязкого трения модели представляют собой присущие структурные затухания, е ^ ^ к югу я затухания и фс затухания, были представлены и сравнивать.
SDOF системы были подвергнуты сейсмических вход похож на DBE в южной Калифорнии. Всего 43 основных движений в движении LMSD-D почва, земля 28 движений в движении LMSD-C почва и земля 12 движений в движении набор землю LMSD-B были использованы. Каждый комплект представитель конкретного состояния почвы сайта определяется в NEHRP 2000 provisions.1
Расчетная прочность системы SDOF определялась 5% затухают средний спектр ответных мер. В рамках практических диапазоны независимых проектных параметров R, диссипации элементы были расследованы и по сравнению с пластичностью требования по сопоставимым обычных систем RC.
Выводы
Пластичности спрос растет с ростом Р. примерно периода независимого течение длительного времени, и сильно зависит от периода на короткий срок. Равные правила перемещения для систем с большими периодами unconservative для обычных систем RC (в лице BP и SD системы) с малыми значениями Это правило не должно применяться к SC системы при малых значениях Время анализ истории показывает, что SC системы колеблются вокруг нулевой базовый уровень с большей амплитудой смещения по сравнению с системами BP, которая колеблется вокруг базовых смещение от нуля, в результате постоянных остаточных дрейфа в конце времени истории.
Зависит от местных условий почвы, особенно, когда системы были разработаны при относительно низких боковых сил. Для наземного движения, записанные на класс D (жесткий сайтов почвы) больше, чем для наземного движения, записанные на классе C (мягкая сайты рок), который больше, чем для наземного движения, записанные на класс B (рок-сайтов).
Влияние условий эксплуатации почв, зависит от типа системы и боковой силы. условия сайта почвы влияет на системы SC более чем на SD систем. Это разница невелика, для систем с относительно высокой боковой силы, но становится существенным для систем с относительно низкой боковой силы. Для систем, SC разработана с относительно низкой боковой силы (R = 6), для движения множество землю LMSD-B составляет около 50%, что для движения LMSD-D почва на срок до 1,25 с и составляет примерно 70% за период более 1,25 С.
Повышение
Для систем SC намного выше, чем у сопоставимых ВР и SD систем (с той же боковой силы и Повышение гистерезисных уменьшается рассеивание энергии. Уменьшение от увеличения Для КА системы при малых значениях ^ ^ к югу с затуханием используется модель, и на 50% больше, когда е ^ ^ к югу я затухания модель. Для систем СК при малых значениях затухания используется модель, и на 30% больше, когда е ^ ^ к югу я затухания модель. Объединив (с тем же R коэффициент снижения прочности) ..
Тенденции в области спроса пластичности не изменило существенно затуханием моделей. Величина спроса пластичность и эффективность проектных параметров (R,
Хотя это исследование показывает, что SC системы имеют большую пластичность требования, чем традиционные системы, экспериментальные данные для этих систем (например, рис. 1 (б)) показывает, что SC системы могут быть направлены на большие возможности пластичности с относительно небольшой ущерб после землетрясения .10 Кроме того, SC системы практически не остаточного дрейфа, даже после большого нелинейного отклика, как показано на рис. 1 (б) и рис. 5.
Авторы
Авторы хотели бы выразить свою признательность Advanced Technology для крупных структурных систем (ATLSS) Центр сборных / предварительно напряженного железобетона институт (PCI) и Пенсильвании инфраструктуры Technology Alliance (PITA, финансируемых за счет субсидий из Пенсильвании Департамента по делам общин и экономического развития) для поддержки данного исследования. Авторы выражают благодарность Ф. Перес и С. Pessiki из Университета Лихай для обеспечения экспериментальных результатов, представленных на бумаге.
Ссылки
1. МЧС ", NEHRP Рекомендуем Положения сейсмической правил для новых зданий и других сооружений: Часть 1-положения" Доклад МЧС 368, Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям, Вашингтон, DC, 2000.
2. Эль-Шейх, M.; Заузе, R.; Pessiki, S.; и Лу, L.-W., "Сейсмическая Поведение и дизайн несвязанных после напряженной Рамки сборного железобетона," PCI Journal, V. 44, No 3, май-июнь 1999, с. 54-71.
3. Стэнтон, JF; Стоун, туалет и Чок, GS, "гибридных Усиленные Рамки для сборных сейсмических районах", PCI журнал, т. 42, № 2, март-апрель 1997, с. 20-32.
4. Nakaki, SD; Стэнтон, JF и Шритарана, S., "Обзор PRESSS пятиэтажное здание испытаний сборных," PCI Journal, V. 44, № 2, март-апрель 1999, с. 26-39.
5. Пристли, M.; Шритарана, S.; Конли, J.; и Pampanin, S., "Предварительные результаты и выводы из PRESSS пятиэтажном сборного железобетона испытательном корпусе," PCI Journal, V. 44, № 6, ноябрь .- декабря 1999, с. 42-67.
6. Курама Ю., "Гибридные после напряженной Стены сборного железобетона для использования в сейсмических районах", PCI журнал, т. 47, № 5, сентябрь-октябрь 2002, с. 36-59.
7. Курама, Ю.; Заузе, R.; Pessiki, S.; и Лу, L.-W., "Поперечная Поведение нагрузки и сейсмических Дизайн несвязанных после напряженной Стены сборного железобетона," Структурные ACI Journal, V. 96, № . 4, июль-август 1999, с. 622-632.
8. Перес, FJ; Pessiki, S.; и соусом Р., поперечной Поведение несвязанных после напряженной сборного железобетона Стены с вертикальными Совместное соединители, "PCI Journal, V. 49, № 2, март-апрель 2004, с. 48-64.
9. Перес, FJ; Pessiki, S.; и соусом Р., "Сейсмическая Дизайн несвязанных после напряженной сборного железобетона Стены с вертикальными Совместное соединители," PCI Journal, V. 49, № 1, январь-февраль 2004, с. 58-79.
10. Перес, FJ, "Крупномасштабные поперечной Тесты несвязанных после напряженной сборного железобетона Стены", кандидатскую диссертацию, Департамент гражданской и экологической инженерии, Lehigh University, Вифлеем, Пенсильвания, май 2004.
11. Курама Ю., "упрощенный подход к сейсмической дизайна на трение затухающих несвязанных после напряженной Стены сборного железобетона," Структурные ACI Journal, В. 98, № 5, сентябрь-октябрь 2001, с. 705-716.
12. Курама Ю., "Сейсмическая Дизайн несвязанных после напряженной сборных бетонных стен с Справочная вязкого трения", ACI Структурные Journal, В. 97, № 4, июль-август 2000, с. 648-658.
13. ACI инноваций Целевая группа 1 и соавторы, "Критерии приема на момент Рамки на основе структурных тестирования (T1.1-01) и комментарии (T1.1R-01)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 2001, 10 стр. .
14. Христопулос, C.; Filiatrault, A.; и Фолс, B., "сейсмического отклика Self-Centering гистерезисных системы SDOF," Инженерная землетрясения и структурной динамики, V. 31, 2002, с. 1131-1150.
15. МЧС ", NEHRP Рекомендуем Положения сейсмической правил для новых зданий и других сооружений: Часть 2-комментарии," Доклад МЧС 369, Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (МЧС), Вашингтон, DC, 2000.
16. Руис-Гарсиа, J., и Миранда Е., "Неупругие коэффициенты перемещения для оценки существующих структур," Инженерная землетрясения и структурной динамики, V. 32, 2003, с. 1237-1258.
17. Уиттакер, A.; Constantiou, M.; и Tsopelas П., "Смещение оценки производительности основе сейсмических Дизайн" Журнал зданий и сооружений, В. 128, № 8, 1998, с. 905-912.
18. Видич, T.; Fajfar, P.; и Fischinger, М., "Спектры неупругого соответствии Дизайн: Прочность и перемещения," Инженерная землетрясения и структурной динамики, V. 23, 1994, с. 507-521.
19. Сео, C.-Y., "Влияние движения характеристик и структурных параметров сейсмического отклика SDOF Системы", кандидатскую диссертацию, Департамент гражданской и экологической инженерии, Lehigh University, Вифлеем, Пенсильвания, май 2005.
20. Тихоокеанский сейсмостойкого строительства Научно-исследовательский центр, <a target="_blank" href="http://peer.berkeley.edu/smcat/" rel="nofollow"> http://peer.berkeley.edu/smcat/ </ >.
Чон-Ель Сео является научным сотрудником в строительстве на ATLSS центра Lehigh University, Вифлеем, Па Он получил степень магистра в Университете Висконсин-Мэдисон. Его исследовательские интересы включают динамический анализ и поведение структурных систем при загрузке землетрясения.
Входящие в состав МСА Ричард Заузе является Джозеф Т. Стюарт профессор зданий и сооружений и директор Центра ATLSS Lehigh University. Он был одним из лауреатов ACI структурных исследований премии в 1987 году. Его исследовательские интересы включают поведения, разработка и анализ из железобетона, сборного железобетона и бетонных композитных конструкций при землетрясении нагрузки.