Institut für Betonbau
Baudynamik und Erdbeben
Structural Control
Stepan Rechtik Gheorghe-Alexandru David 203.481
Baudynamik und Erdbeben
1
Institut für Betonbau
Structural control • Passive Control – base isolation systems, bracing systems, friction dampers, and viscoelastic dampers
• Active Control – active mass dampers, pulse thrusters, active variable stiffness systems
203.481
Baudynamik und Erdbeben
2
Institut für Betonbau
Base Isolation •Elastomeric isolators •Lead rubber bearings •Sliders
203.481
• Base-structure decoupling • Reduce of energy transfer from base to the structure • Possible energy dissipation
Baudynamik und Erdbeben
3
Institut für Betonbau
Passive Dampers •Linear viscous damper •Nonlinear viscous damper •Viscoelastic damper •Coulomb friction damper •Structural friction damper •Hysteretic damper •Passive tuned mass damper •Tuned liquid damper •Shape memory alloy damper
203.481
• uncontrolled dampers • no input power needed • constant damping properties given by their material and construction • generally simple at low cost
Baudynamik und Erdbeben
4
Institut für Betonbau
Semi-active systems • the amount of energy dissipation within the semi-active device may be adjusted Semi-active devices are „actuators“ that cannot produce power
•Magnetorheological/ •electrorheological fluid damper (MR damper) • •Controlled shape memory alloy
203.481
Baudynamik und Erdbeben
5
Institut für Betonbau
Active systems •Hydraulic aggregate •Piezo actuator
203.481
• the amount of energy dissipation within the semi-active device may be adjusted • Structural damping is augmented by an external control force
Baudynamik und Erdbeben
6
Institut für Betonbau
Seismic Isolation of Buildings in Italy with Double Concave Curved Surface Sliders M.G. Castellano & S. Infanti Research & Development Department, FIP Industriale spa, Italy
203.481
Baudynamik und Erdbeben
7
Institut für Betonbau
Seismic Isolation of Buildings in Italy • Until 2009, the seismic isolation system mostly used for buildings in Italy comprised elastomeric isolators, mainly high damping rubber bearings, or sometimes lead rubber bearings • After the L’Aquila earthquake (Mw=6.3) on 6. April 2009 started application of Curved Surfaced Sliders (CSS) and Double Concave CSS (DCCSS) – in USA used since 1990 • CSS (DCCSS) – also known as friction pendulum isolators • With CSS (DCCSS) the fundamental period does not depend on the supported mass -> fundamental period is the same for any type of building (wood, steel, concrete)
203.481
Baudynamik und Erdbeben
8
Institut für Betonbau
Seismic Isolation of Buildings in Italy • CSS – has a main sliding surface providing energy dissipation through friction and restoring force, and a secondary sliding force for accommodating rotations of the structure
• DCCSS – comprises two facing primary sliding surfaces with the same radius of curvature, both contributing to the accommodation of horizontal displacements – each of the two sliding surfaces has dimensions that can deal with a movement of half the movement the structure is designed for -> necessary space to accommodate isolators is reduced 203.481
Baudynamik und Erdbeben
9
Institut für Betonbau
Seismic Isolation of Buildings in Italy
CSS configuration
203.481
DCCSS configuration
Baudynamik und Erdbeben
10
Institut für Betonbau
Seismic Isolation of Buildings in Italy
Isolation unit being installed
203.481
Installed isolation units
Baudynamik und Erdbeben
11
Institut für Betonbau
Seismic Isolation Bearing for Earthquake-Resistant Structures & Protection of Vibration-sensitive Equipments in Harsh Environments M. Ismail & J. Rodellar Technical University of Catalonia, Barcelona, Spain
203.481
Baudynamik und Erdbeben
12
Institut für Betonbau
RNC isolator • New seismic isolation system • Incorporates: base isolation, energy dissipation, buffer, gravity-based restoring mechanism • No uplift during its lateral motion • Goal is to implement in one mechanism: – structure-foundation decoupling ability of rolling-bearings – the vertical stiffness of elastomeric bearings – the efficient restoring mechanism and buffer provided by FPS – the efficient damping of FPS, LRBs 203.481
Baudynamik und Erdbeben
13
Institut für Betonbau
RNC isolator
203.481
Baudynamik und Erdbeben
14
Institut für Betonbau
RNC isolator
203.481
Baudynamik und Erdbeben
15
Institut für Betonbau
RNC – influence of superstructure • response spectra for the structural absolute acceleration • fundamental periods, range from 0.1 to 2.0 sec • Kern, low intensity – PGA = 0.18g
• El-Centro, moderate – PGA = 0.35g
• San-Fernando, severe – PGA = 1.17g 203.481
Baudynamik und Erdbeben
16
Institut für Betonbau
RNC – influence of superstructure • The isolation efficiency increases as the earthquake intensity increases. • The RNC (a) isolator offers better isolation performance than the RNC (b) isolator, but it is accompanied with larger base displacement. • Although the isolation efficiency decreases as the structural fundamental period increases, the RNC isolator is still valid for very long fundamental periods, specially under severe intensity earthquakes. • Under all intensities, the maximum acceleration is almost independent of the structure time period, particularly under the highest earthquake intensity (San Fernando) 203.481
Baudynamik und Erdbeben
17
Institut für Betonbau
Implementation of RNC • Implementation of RNC for isolation of structures with sensitive equipment • Equipment is mounted to the top floor
a. isolated structure b. fixed structure 203.481
Baudynamik und Erdbeben
18
Institut für Betonbau
Implementation of RNC • Reference earthquake was EL Centro • Two equipment frequencies: – Properly tuned (a) – Miss-tuned (b) • ω1…fundamental structure frequency • ωe…equipment frequency Equipment absolute acceleration response 203.481
Baudynamik und Erdbeben
19
Institut für Betonbau
Analytical Estimation of the Effectiveness of Prestressed Damping Devices Using Shaking Table Experiments A. Bogdanovic, Z. Rakicevic & D. Jurukovski Institute of Earthquake Engineering and Engineering Seismology (IZIIS) „SS. Cyril and Methodius” University, Skopje, Republic of Macedonia H. Kammerer & P. Nawrotzki GERB Schwingungsisolierungen GmbH & Co. KG, Berlin, Germany 203.481
Baudynamik und Erdbeben
20
Institut für Betonbau
Prestressed Damping Devices • For proper seismic design, the amount of hysteretic energy dissipated by the structure has to be minimized • introduction of additional energy dissipating mechanisms into the structure, reduces the damage to the main structure caused by hysteretic dissipation • Recently a new viscous damping device (PDD - Prestressed Damping Device) has been developed by GERB Company from Germany • Testing using biaxial shaking table • Based on experimental data obtained from the testing, analytical model and dynamic properties of the main structure have been adjusted 203.481
Baudynamik und Erdbeben
21
Institut für Betonbau
Prestressed Damping Devices
203.481
Baudynamik und Erdbeben
22
Institut für Betonbau
Prestressed Damping Devices
203.481
Baudynamik und Erdbeben
23
Institut für Betonbau
Prestressed Damping Devices
Comparison of response histories for selected earthquakes 203.481
Baudynamik und Erdbeben
24
Institut für Betonbau
Prestressed Damping Devices
Comparison of acceleration response histories for level 5 203.481
Baudynamik und Erdbeben
25
Institut für Betonbau
Strukturelle Verhalten von 5000 kN Dämpfer I.H. Mualla Dr. Ing. CTO von DAMPTECH E.d. Jakupsson Dieses Werk betrachtet eine Studie über Parameter, mit denen das strukturelle Verhalten einem Dämpfer mit hoher Kapazität 5000 kN dargestellt ist. Der Dämpfer basiert sich auf einer Reibung mit rotatorischen Konzept, das von dem ersten Autor entwickelt wurde. Das Gerät ist zur seismische input Energie eingestzt und schützen Gebäude, besonders große Gebäude aus strukturellen und nicht-strukturelle Schäden während mittelschweres und schweres Erdbeben. Der Dämpfer wurde intensiv an der technischen Universität Dänemark getestet. Der Test bewiest, dass die Dämpfer , die Kapazität von 5000 kN erreichen können.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
26
Institut für Betonbau
DÄMPFER BESCHREIBUNG Hauptkomponenten Der Dämpfer besteht haupt-sächlich aus mehreren Schichten aus Stahlplatten mit 25 mm Dicke. Die wichtigsten Teile vom Dämpfer sind 8 lange Platten und 20 kurze Platten siehe Abb. 1.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
27
Institut für Betonbau
Die langen und kurzen Platten werden durch eine spezielle hohe Festigkeit M48 Bolzen in jeder der acht miteinander verbunden Reibungsgelenke verbunden. Mehrere Schichten von High-Tech spezielle kreisförmige Reibbeläge befinden sich zwischen den angrenzenden lange und kurze Platten . Die kreisförmige Reibbeläge sind zwischen Stahlplatten platziert, um trockene Reibungsschmierung in die Einheit zu bringen,die einen stabilen Reibungskraft und Reduzierung von Lärm der Bewegungen gewährleisten.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
28
Institut für Betonbau
Grundkonzept der Dämpfer Der Dämpfer basiert sich auf Reibung rotatorische Konzept. Bei Null Verschiebung sind die kurzen Platten senkrecht zu der Langschilder (Abb. 3: mittlere).Wann wird die Klappe in die Laderichtung verschoben die kurzen Platten drehen sich um den Bolzen und somit wird die Verlängerung oder Verkürzung des unidirektionalen Dämpfers ermöglicht(Abb. 3: Links und rechts). Die Schrauben sind jedoch mit großen Kräften bis zu 700 kN geklemmt was zu einer große Komprimierung der Streitkräfte in der Reibbeläge und den Stahlplatten führt. Aufgrund der hohen Reibung zwischen der Reibbeläge und die Stahlplatten wird eine große Kraft F, die proportional zur die Spannkraft der Schrauben ist, benötigt, um den Dämpfer erheblich zu verdrängen. Wenn die Kraft F klein ist die Dämpfer Clientantwort ist elastisch, was, dass die Verschiebung von bedeutet der Dämpfer ist klein und keine Energie ist durch die Klappe abgeführt. Wenn die Kraft F 5000 kN erreicht, die kurze Platten fangen an zu schieben und die Dämpfer Antwort ist Kunststoff und die Energie-Dissipation W d der Klappe ist gleich der Force multipliziert mit der Vertreibung ΔU (W d = F ΔU).
203.481
Baudynamik und Erdbeben
29
Institut für Betonbau
203.481
Baudynamik und Erdbeben
30
Institut für Betonbau
Abbildung 3. Links: Dämpfer mit Verschiebung ΔU s verkürzt. Mitte: Dämpfer in Ausgangsposition. Rechts: Dämpfer verlängert mit Verschiebung ΔU l
203.481
Baudynamik und Erdbeben
31
Institut für Betonbau
Grundkonzept der Dämpfer in Rahmen-Struktur Die Klappe kann in einer Rahmen-Struktur in unterschiedlich z.B., mit zwei Stoß-dämpfern und zwei Diagonale Versteifungen wie in Abb. 4 installiert werden . Abbildung 4. Top: Dämpfer mit Diagonalen Versteifungen in Frame-Struktur in Ausgangsposition installiert. Mitte: Frame Struktur auf der linken Seite verschoben. Unten: Rahmen-Struktur auf der rechten Seite verschoben.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
32
Institut für Betonbau
Abbildung 5. Dämpfer mit 4 Reibungsgelenke in Framestruktur installiert.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
33
Institut für Betonbau
TEST VERSUCHSAUFBAU
Abbildung 6. Testeinrichtung von 5000 kN-Dämpfer Der Test wurde mit einer gesteuerte Verschiebung realisiert und die Kräfte, die benötigt wurden,damit die Dämpfer verdrängt werden koennen,wurden von der Maschinensteuerung aufgenommen und im Maschinencomputer gespeichert . 203.481
Baudynamik und Erdbeben
34
Institut für Betonbau
Schlussfolgerung Die experimentelle Ergebnisse bestätigen, dass der Dämpfer gelang, jenseits die 5000 kN, für die entwurft wurde und die Hysterese Schleife war stabil.Die HystereseSchleife des Dämpfers hatte einen kleinen Unterschied aus dem idealisierten ElastoKunststoff-Verhalten . Beobachtungen aus den Tests vorgeschlagen, dass die 2 mm Toleranzen zwischen M 48 Bolzen und die Bolzenlöcher waren der Grund für die Unterschiede, weil diese Toleranzen eine kleine unidirektionale Schiebe-off der Reibbeläge möglich machten.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
35
Institut für Betonbau
Die Antwortänderung der isolierten Strukturen
mit Reibung Pendel System M. Vitanova Institut der Erdbeben Engineering und Engineering Seismology, Skopje, R. Mazedonien Die analytische und experimentelle seismische Antwort von einem 7 geschossigen Stahlbetongebäude ,das durch Reibung Pendel System (FPS) isoliert ist,wird es hier vorgestellt. Der Oberbau ist als ein lineare shear-typ Gebäude idealisiert. Die Nichtlinearität befindet sich an der Basis in den Lagern für BasisIsolation. Realen Erdbebeneinträge mit gleicher maximale Beschleunigung wurden verwendet. Die resultierende Ergebnisse werden durch numerische Ergebnisse überprüft. Die Antwort der seismischen isolierten Struktur von FPS mit verschiedenen Reibungskoeffizienten ist auch untersucht und es wird festgestellt, dass eine kleine Variation der Reibungszahl einen signifikanten Unterschied an der Antwort für alle Erdbebenerregerstrome produziert.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
36
Institut für Betonbau
Die Antwortänderung der isolierten Strukturen
mit Reibung Pendel System M. Vitanova Institut der Erdbeben Engineering und Engineering Seismology, Skopje, R. Mazedonien Das analytische und experimentelle seismische Antwort von einem 7 geschossigen Stahlbetongebäude ,das durch Reibung Pendel System (FPS) isoliert ist,wird es hier vorgestellt. Der Oberbau ist als ein lineare shear-typ Gebäude idealisiert. Die Nichtlinearität befindet sich an der Basis in den Lagern für BasisIsolation. Realen Erdbebeneinträge mit gleicher maximale Beschleunigung wurden verwendet. Die resultierende Ergebnisse werden durch numerische Ergebnisse überprüft. Die Antwort der seismischen isolierten Struktur von FPS mit verschiedenen Reibungskoeffizienten ist auch untersucht und es wird festgestellt, dass eine kleine Variation der Reibungszahl einen signifikanten Unterschied an der Antwort für alle Erdbebenerregerstrome produziert.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
37
Institut für Betonbau
In den letzten Jahren, die Reibung Pendel System (FPS) ist ein weithin akzeptiertes Gerät für die seismische Isolierung von Strukturen geworden. Das Konzept ist ,die Struktur zu isolieren,während der Boden bei einem Erdbeben stark schüttelt . Seismische -Isolation Systeme wie die FPS sollen weit den strukturellen Periode (Zeitraum )von der dominanten Frequenz der Bodenerschütterungen verlängern und die Vibrationsenergie während eines Erdbebens zerstreuen.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
38
Institut für Betonbau
Die Untersuchung erfolgte in zwei Phasen: Phase I - Die theoretische Analyse zur Modellierung des Verhaltens der isolierten Strukturen Phase II - Die Anwendung der vorgeschlagenen Methodik für die Analyse von seismischen isoliert Strukturen.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
39
Institut für Betonbau
Abbildung 1. zeigt das strukturelle System unter Berücksichtigung einem idealisierten N-story scheartyp Gebäude,das auf dem FPS-System montiert ist.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
40
Institut für Betonbau
Die Seitenkraft ist proportional zu dem Stützlast, eine Eigenschaft, die die negativen Torsionsbewegungen in Strukturen mit asymmetrischen Massenverteilung minimiert . Eine seitliche dynamische Freiheitsgrad ist auf jedem Geschoss und Basismasse angesehen. Aus diesem Grund sind für die N-story-Überbau die dynamischen Freiheitsgrade N + 1. Die regierenden Bewegungsgleichungen für den festen-Base N-Geschichte Überbau Modell werden in Matrizenform ausgedrückt:
203.481
Baudynamik und Erdbeben
41
Institut für Betonbau
Die Wiederherstellung Kraft des FPS wird ausgedrückt durch: FB = Fx + Kb·xb (2) Die Grenzwert der Reibungskraft:
Die Steifigkeit von FPS ist die spezifische Wert vom isolierten Zeitraum, ausgedrückt als Tb:
203.481
Baudynamik und Erdbeben
42
Institut für Betonbau
3. Die experimentelle und numerische UNTERSUCHUNG Objekt der Analyse dieser Forschung ist ein Gebäude mit 7 Gescossen aus Skopje. Das wichtigste Konstruktivsystem des Gebäudes besteht aus Stahl-betonwände und Platten.Der Grundriss ist fast symmetrisch mit Abmessungen 22.85 m х 21.65 m. Insgesamt hoch ist der Struktur 28,8 m. Bis jetzt sind keine Lager für die Basisisolierung auf die Struktur installiert.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
43
Institut für Betonbau
Die numerische Analyse von einem real en Stahlbeton wohngebäude
Die Struktur wird dreidimensional modelliert, und die Merkmale der Struktur werden angenommen,wie sie in der Entwurf-dokumentation waren.Für die dynamische Analyse der Struktur wurden original geschichte Aufzeichnungen in zwei horizontalen Richtungen verwendet. Time-hastory von El Centro Erdbeben ist als Referent genommen aber Parkfield,San Francisco und Loma-Prieta sind skaliert, um maximale Beschleunigung von Referent zu erhalten. 0.3417 m/s2 (0.348 g).
203.481
Baudynamik und Erdbeben
44
Institut für Betonbau
ERGEBNISSE Alle erreichten Ergebnisse aus dieser komplexen Analyse zeigen, dass die Installation von FP Lager einen direkten Einfluss auf die Verlängerung des Zeitraums der strukturellen natürlichen Vibration hat und sie den Modus der Vibrationen als ein Ergebnis der nicht-lineare Lager Verhalten ändern.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
45
Institut für Betonbau
203.481
Baudynamik und Erdbeben
46
Institut für Betonbau Abbildung 4 zeigt die verglichende Verschiebung, Geschwindigkeit und Beschleunigung Diagramme in alle Gelenke durch die Höhe des Modells zum Zeitpunkt wenn Spitzenwert in El Centro Zeit Geschichte auf der obersten Ebene aufgetreten ist. Die maximale Verschiebung ist viel größer als in isolierten Struktur, aber ein wichtiger Parameter für isoliert Grundstruktur ist relative Verschiebung,die im Vergleich zur feste Struktur unbedeutend ist.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
47
Institut für Betonbau
Abbildung 5 zeigt im Vergleich Zeit Geschichte der gesamten Basisabscherung in festen und isoliert Modelle, wo offensichtlich deutliche Reduzierung der Basisabscherung in der isolierte Struktur aufgetreten ist.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
48
Institut für Betonbau
Mehr als 50 % der input Energie löst sich in base Isolationssystems (Abbildung 6).
203.481
Baudynamik und Erdbeben
49
Institut für Betonbau
Eine kleine Variation des Wertes Koeffizient Reibung hat hohen Einfluss auf der Basis Schubkraft (Tabelle 2). Diese Reibungszahl hängt von Lagerproduzenten ab.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
50
Institut für Betonbau
Das Hauptziel dieser Forschung ist , dass durch eine analytische und experimentelle Erdbebenantwortuntersuchung eine 7 Stockwerkestruktur durch Reibung Pendel System zu isolieren. Die Analyse in diesen verwendeten Untersuchungen,gab Lösungen mit einer zufriedenen Genauigkeit, die zeigen: 1. Erhöhung der grundlegenden strukturellen Periode von 0,49 sec zu 2,19 Sek. nach der Anwendung der Baseisolation, weit weg von Erdbeben dominante Frequenzen; 2. Wesentliche Energie-Dissipation und reduzierte Verschiebung auf akzeptablen Niveau wurden erreicht 3. Signifikante Reduktion der Basis Abscherung in isolierten Struktur; 4. Maximale Beschleunigungen auf allen Ebenen der isolierter Struktur sind fast identisch und die isolierte Struktur verhält sich wie ein starrer Körper; 5. Relative Verschiebungen von der isolierten Grundstruktur sind vernachlässigbar;
203.481
Baudynamik und Erdbeben
51
Institut für Betonbau
FPS gilt als wesentliche vor allem in die Gestaltung der Strukturen, die sofortige Belegung benötigen und die nach einem Erdbeben vollständig bleiben mussen, wie z. B. Krankenhäuser und Feuerwehr. Basisisolation führt in der Regel zu etwa 0-5 % von der ursprünglichen Gesamtkosten aber diese zusaetzliche Kosten koennten wesentlich die strukturelle und nichtstrukturelle Elemente und der Inhalt der Struktur unbeschaedigt behalten.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
52
Institut für Betonbau
Mehrere Tuned Masse Dämpfer für multimodale Kontrolle der seismischen Beschleunigungen in Strukturen R. Levy Seismische Schutz von Bauten ist ein wichtiges Thema in strukturellen Design durch seine lebensbedrohlichen Konsequenzen. Schäden an strukturelle Komponenten entstehen, wenn maximale Antworten gelten, oder wenn EnergieDissipation in Fällen der kumulativen Wirkungen gebunden sind. Bei Schäden an nichtstrukturelle Elemente, z. B. empfindliche Ausrüstungen, sind totale Beschleunigungen produziert während der Boden-Bewegung von besonderem Interesse. Total Beschleunigung Ebenen sind ebenfalls sehr wichtig, wenn das Komfortniveau der menschlichen Belegung in Betracht zieht. Darüber hinaus haben insgesamt Beschleunigungen einen Einfluss auf Base-Scherkräfte.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
53
Institut für Betonbau
Dieses Papier befasst sich mit der Belegung und Größenanpassung von mehreren abgestimmt-Masse-Klappen (MTMDs), um Beschleunigungen in gerahmten Linienstrukturen in Erdbeben Anregungen zu steuern. Die einfache und praktische Frequency-Domain Performance-basierten Methodik hierin vorgeschlagen, umfasst die Verwendung von einem iterativen zweistufige Analyse/Redesign Typ Verfahren, die zu einer bestimmten zulässigen Ebene der Root-Mean-Square (RMS) Beschleunigungen konvergiert.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
54
Institut für Betonbau
MTMDs auf verschiedenen Frequenzen abgestimmt haben gezeigt, dass effizient totale RMS Beschleunigungen innerhalb der Struktur reduzieren und bringen sie zu einem gewünschten Niveau ,so dass für Performance-basiertes Design . Die Vorteile dieser Analyse/Redesign Methodik sind Einfachheit der Nutzung und ausschließlich auf Analyse-Tools, die Zuteilung und Größenanpassung Problem, ohne Annahmen oder Vorauswahl von jeder Konstruktionsvariable anders als eine entsprechende Input-Acceleration-Spektrum zu lösen.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
55
Institut für Betonbau
Auswirkungen von Herrn Dämpfer zeitlichen Verzögerung auf die strukturelle Kontrolleffektivität Unter seismischer Belastung J.m. Londoño, G. Serino & M. Spizzuoco Strukturelle Kontrolle hatte ihre Wurzeln vor allem in der Luft-und Raumfahrtindustrie, vor allem in Bezug auf Feld flexible Raumstrukturen. Es wurde schnell in Bauingenieurwesen bewegt. In den letzten vier Jahrzehnten, es wurde ein wachsendes Interesse bei der Anwendung der Technologien für zivilen Strukturen um reduzieren ihre Dynamik und zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Systems, nicht nur zum Schutz gegen dynamische extremen Belastungen, sondern auch für die Bereitstellung von menschlichen Komfort während alltäglichen Umwelt Lasten.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
56
Institut für Betonbau
Magneto−Rhelological (Herr) Dämpfer beschäftigen sich mit rheologischen Flüssigkeiten, damit ihre eigenen mechanischen Eigenschaften benützt werden können, was zu einer Änderung der Energie-Dissipation Kapazität führt. Aufgrund ihrer mechanischen Einfachheit, high dynamic Range, unteren Leistungsbedarf, große Kraftkapazität und Robustheit, ist ein semi −active Steuerelement mit Herrn Dämpfer ausgestattet besonders vielversprechend in seismischen Schutz der zivilen Strukturen.Als besonderer Potenziell bietet ein Magneto−Rhelological (Herr) Dämpfer Zuverlässigkeit, Vielseitigkeit und Anpassungsfähigkeit. Zeitverzögerung in Antwort ist eine der wichtigsten Merkmalen bei einem Herrn Dämpfer. In dieser Studie wurde eine numerische Analyse der Auswirkungen der Zeitverzögerungantwort auf das strukturelle Steuerelementeffizienz gemacht. In sehr vorsichtig experimentellen Tests haben wir das Zeitverhalten der zwei geprägt Real Large −scale Herr Dämpfer, zusätzlich ein numerisches Modell zur Emulation einer 2: 3 skalierte 2−storey dargestellt.Die Stahlrahmen wurden auf schüttelte Tabelle getestet . Verschiedene semi −active Steuerund Regelalgorithmen wurden umgesetzt,damit sie die Prototyp strukturelle Antwort unter seismischer Belastung verringern können.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
57
Institut für Betonbau
Die Untersuchung erfolgt auf einer detaillierten numerischen Untersuchung auf einem 2-stöckigen Frame-Modell ausgestattet mit zwei Halbaktiv Reizklima installierten Systemen im ersten Stock. Die Steuerung beinhaltet halbaktiv Herr Dämpfer deren realen Betrieb durch einige Verzögerungen beeinträchtigt wird. Zwei verschiedene Arten von Verzögerungen galten in diesem computational Modell: eine Konstante Transport Verzögerung aufgrund der Kontrollkette (Erwerb-Processing, Befehl) und eine Verzögerung aufgrund der Dämpfer mechanische/rheologische Zeitverhalten modelliert von ein Filter erster Ordnung.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
58
Institut für Betonbau
Seismische Frühwarnung für die Steuerung von Strukturen magnetorheologische Dämpfer G. Maddaloni, N. Caterino, A. Occhiuzzi Hierin werden mögliche Interaktionen zwischen Frühwarnsystem (EWS) und strukturelle Kontrolle untersucht. Ein EWS kann das Wissen einiger Parameter bereitstellen, vor der Zeit und die seismische Ereignis wird bei einer bestimmte Website auftreten. Aktuelle Forschungsaktivitäten auf EWS umfassen die antizipierten Schätzung der Peak Boden Beschleunigung (PGA) und die Antwort Spektrum Beschleunigung (Sa) des eingehenden Erdbebens. Der Studie schlägt vor, die Ausbeutung von dieser Erdbebeninformationen im Rahmen von halbaktiv-Kontrollstrategien, mit magnetorheologische (MR) Dämpfer.Letztere sind zeitlich veränderlichen Eigenschaften Geräte in der Lage, ein breites Spektrum zu erreichen unter Verwendung des physikalischen Verhalten energieeffiziente elektrische Ströme. Die Grundidee dieser Arbeit besteht in der Änderung des Herrn Dämpferverhaltens entsprechend der prognostizierten Intensität eines eingehenden Erdbebens bereitgestellt durch die EWS, um die optimale seismische Antwort der Struktur zu erhalten. Dies wird untersucht, vorausgesetzt, bei einer Fallstudie Problem. Der Bericht beschreibt, wie das Konzept von passiven, sondern smart zusätzliche Klappen bequem ausgenutzt werden kann, um eine Autobahnbrücke in Bereichen zu schützen, in denen eine EWS verfügbar ist.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
59
Institut für Betonbau
Vergleich zwischen Basisisolation Techniken für Gebäude r.c.in der NäheFault Erdbeben unterworfen F. Mazza & A. Vulcano Ziel dieser Arbeit ist es, die Wirksamkeit und Einschränkungen der verschiedenen Base-Isolierung Systeme zu untersuchen bei in der Nähe von Fehlerzuständen. Zu diesem Zweck sind High-Dämpfung-laminiert-Gummilager (HDLRBs),die allein aktionieren,oder alternativ in Verbindung mit: in parallel zusätzlich Viskose Dämpfer (BIPD System); Parallel (GKS System) oder in Serie (BISS System) Stahl-PTFE Automatik-Lager (oder Platten). Eine numerische Untersuchung erfolgt durch die nichtlineare dynamische Reaktion der Base-isoliert fünfstöckigen Stahlbetongebäude mit jedem der oben genannten Isolation Systeme. Die Baseisoliert Strukturen sind konzipiert entsprechend Eurocode 8 als in einer risikoreichen seismischen Region, unter Berücksichtigung sowohl der horizontalen und auch der seismischen Vertikallasten.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
60
Institut für Betonbau
Das Verhalten der Frame-Member wird durch eine bilineare Gesetz, eine Überprüfung durch Kunststoff simuliert.Ein viskoelastisches Modell mit variabler Steifigkeitseigenschaften in horizontaler und vertikale Richtungen, je nach Axialkraft und seitliche Verformung, simuliert die Antwort von einem HDLRB, während ein Viskoselineare Gesetz für einen ergänzenden Viskose Dämpfer und eine starre-Kunststoffgesetz für eine gleitende Lager (oder Platte).
203.481
Baudynamik und Erdbeben
61
Institut für Betonbau
SCHLUSSFOLGERUNGEN BIPD und GKS Systeme, im Gegensatz zu den BISS sind wirksam für die Steuerung der horizontalen Verschiebung des Systems Isolator. Darüber hinaus werden HDLRBs mit relativ niedrigen vertikal Steifigkeit verwendet . Auf der anderen Seite, die Übernahme eines BIPD oder GKS Systems in einigen Fällen (z. B. unter eine Puls-Typ horizontale Komponente von einer in der Nähe-Fault Motion) kann größere Schäden am Ende -abschnitte der Träger und Spalten verursachen ,vor allem bei auslösen der unteren Stockwerke; BIPD und GKS-Systeme führen in den Beitrag zu höheren Vibrationsarten des Oberbaus, während einige Schwierigkeiten entstehen kann, in einem BISS Kooperationsprogramme System die Out-of-Phase Bewegungen der Isolator und Gleitplatten durchmachte.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
62
Institut für Betonbau
Die seismische Antwort der asymmetrischen Gebäuden mit semi-Dämpfer Snehal V. Mevada & r.s. Jangid
In dieser Studie wird die seismische Antwort des eingeschossigen Modell der unidirektionale asymmetrische Gebäude mit halbaktiv variable -Dämpfer unterworfen Erdbeben Bodenbewegung betrachtet. Die Antwort des Systems ist unter Berücksichtigung der parametrischen Variationen zu untersuchen, die die Wirksamkeit der halbaktiv variablen Klappen mit zweistufigen viskose Dämpfung erzwingen . Die Parameter sind Zeitraum, normalisierte Exzentrizität von Überbau, Verhältnis von entkoppelt, Frequenz laterale Torsionssteifigkeit. Die Wirkungen verschiedener Parameter werden auf Weg- und Beschleunigungssensorik in Mitte der Masse , flexiblen und steifen Ecken und Torsionssteifigkeit ,Verschiebung und Beschleunigung, Basis Shear und Basis Drehmoment untersucht. Es ist angezeigt, dass die den ordnungsgemäßen Ablauf des semi-Variable Dämpfer zusammen mit entsprechenden strukturellen Parameter deutlich die induzierte Erdbebenverformungen reduzieren.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
63
Institut für Betonbau
Seismische Schadensbewertung von Hysterese-Klappen installiert in Rahmenkonstruktionen L. Morillas & A. Benavent-Climent Die meisten aktuellen Philosophien für seismisches Design akzeptieren die Möglichkeit einer beträchtlichen unelastisch Ausflüge, bei denen Verschlechterung des Hysterese-Verhaltens der Struktur bei der schweren Erdbeben auftreten. Eine der besten Lösungen zur Steuerung der Schäden an die Hauptstruktur besteht in Installation der Hysterese-Dämpfer. In diesem Fall struktureller Gelenkschäden konzentrieren sich auf die Dämpfer und die Hauptrahmen bleibt mit geringfügigen oder null Schäden. Beurteilung des Schadens auf die Klappen nach einer Erdbeben wird damit ein wichtiges Thema; Es ist notwendig, zuverlässige , robuste und numerische Geräte zu haben,die bestimmen können , ob die Klappen nach einer seismischen Ereignis ersetzt werden müssen.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
64
Institut für Betonbau
Diese Arbeit versucht, eine Lösung für dieses Problem sein. Es untersucht durch Nichtlineare Dynamik Analysen, der Schaden gab die Hysterese Klappen installiert in mehrere verschiedene Arten von unterworfen Rahmenkonstruktionen istorische Beschleunigung Aufnahmen (in der Nähe-Fehler und Fernfeld Records). Der Schaden wird an einen neuen Index ausgewertet. vorgeschlagen von der zweiten Autor, welche nicht nur die Verformungen und kumulative Schaden berücksichtigt, aber auch der Pfad laden. Es wird gezeigt, dass der Schaden stark abhängig vom Typ des Erdbebens ist.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
65
Institut für Betonbau
Rollen-Ball Gummischicht als Isolation System A.h. Muhr Das Papier betrifft eine Selbstzentrierende Isolationssystems basierend auf Rollen-Ball-Gummischicht Lager bieten die Unterstützung von vertikale, horizontale Freizügigkeit und Dämpfung horizontale Bewegung. Eine grundlegende Bewertung mit Vertreibung und schütteln Tabelle Tests mit einer starren Masse isoliert werden verwendet, um es wirksam zu zeigen und zu haben Sie Vorteile gegenüber ein konzeptionell ähnlichen System mit Gleitlager und Wiederherstellen von ForceAnbieter.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
66
Institut für Betonbau
SCHLUSSFOLGERUNGEN Studierte Rollen-Ball-Gummischicht Isolationssystems in dieser Arbeit hatte eine hohe Rollwiderstand(ca. 10 %), eine Folge der Wahl für die Gummimaterialien für die Tracks gemacht und seine Dicke. Die Springs verwendet parallel mit der RBRLIsolatoren bieten eine Wiederherstellung Kraft und eine definierte Eigenfrequenz im Bereich von 0.3 auf 1,1 Hz. Für kleine Verschiebungen (< 8 mm) verhält sich das System als ob Es hat eine viel höhere, aber Amplitude abhängige, Steifigkeit mit etwa 20 % der kritischen Dämpfung.In uniaxial skaliert eigenen Ground Motion Anregungen mit Peak.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
67
Institut für Betonbau
Beschleunigungen bis zu 5.4m/s2 das System wurde festgestellt, dass gut, Begrenzung der Peak-Beschleunigung der isolierter Masse um etwa 2 m/s2. Jedoch wurde die nicht-Linearität der Force-Durchbiegung Merkmale des Systems, so dass die die Antwort war ganz im Gegensatz zu dem eines konventionellen nahezu lineare IsolationSystems, mit wenig Neigung zu zeigen Sie oszillierende Verhalten, obwohl es effektiv selfcentre. Vorteile des Gummischicht Rollen-Ball-Systems sind Design Vielseitigkeit, z. B. in Bezug auf Wahl Kombination von Hysterese und horizontale Eigenfrequenz und Performance in kleine Anregungen. In solchen Anregungen es Outperfroms Schiebesysteme, da es keine Entsprechung für die statische Reibung gibt unter dem gleitenden Systeme versagen, differenzielle Bewegung über die Isolation-Schnittstelle ermöglichen oder zugeordneten Dämpfung.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
68
Institut für Betonbau
Design von Gummi-Stahl laminiert Lager für seismische Isolation A.h. Muhr Standardregeln für die Gestaltung von laminierten Lager sind kritisch mit primären Forschungsergebnisse, einige der verglichen die datieren die Standards oder zumindest nicht in den Köpfen der Standards-Entwickler und gegen Lager waren für ein Projekt, das wahrscheinlich wurde die Standards entwickelt. Themen beinhalten den resultierenden geometrischen Entwurf und die wahrscheinlich tatsächlichen Verhalten an Steifigkeiten, Hysterese und Kriterien für Fehler und Stabilität.
203.481
Baudynamik und Erdbeben
69