Acceleration (g)
Acceleration (g)
1992 Landers Ground Motion
0.60
Scale Factor
0.40
Original Record
0.20
0.00 0
-0.20
10
20
30
40
-0.40
-0.60 0.60 0.40
Spectrally Matched Original Record
Scaled Ground Motion 1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
Period (sec)
Interstitial Brace Modeling
• Force Controlled Components • Pu = Max Average MCE Force • Detailed as OCBF • Braces not expected to buckle
• 结构控制系统 • 建筑性能设计 • 绿色建筑与结构控制 • 科思泰研发结构控制产品 • 问题与讨论
• 结构控制的历史
• 地震或强风中的结构破坏 • 1980～ • 1988，日本，9WCEE
• 结构控制的概念
• 使用不同类型的结构控制方法以改善结 构的性能
• 结构控制的目的
• 降低结构的动力响应 • 改善结构的抗震抗风性能 • 提高结构的安全度
1997 FEMA 273/274
“Guidelines”
2000 FEMA 356 “Pre-Standard”
1906 San Francisco Earthquake
1927 – First US seismic design
regulations
1923 Kanto Earthquake
1940 Imperial Valley Earthquake
立柱加固
FRP Pier Wrap
抗剪加固
楼板加固
FRP C.M.
防砸落系统
• 加固改造费用对比
传统设计方案 vs. 性能设计方案
$25,000,000 vs. $5,000,000
• 工程建设中 • 地下两层，地上十层 • 50,000平米 • 工程造价约三亿美元 • 底层剪力墙，主体特殊钢框架结构
Seismic design regulations become mandatory in some
states
1964 Niigata Earthquake
1994 Northridge Earthquake
1978 – Present day seismic design
methods introduced
• 被动控制系统 – 摩擦耗能阻尼 器
• 粘弹性/粘滞性耗能阻尼器
• 调谐质量阻尼器
Байду номын сангаас • 调谐质量阻尼器
• 调谐质量阻尼器
• 调谐质量阻尼器
1908 Messina, Italy Earthquake
1933 Long Beach Earthquake
中震 (10% in 50 yrs，475 year return)
大震 (2% in 50 yrs，2475 year return)
立即使用(IO)
较小破坏 生命安全(LS) 倒塌防御(CP)
Define Earthquake Hazard Level
Define Target Building
Electrical and Communication Equipment
立即使用 （IO）
生命安全 倒塌防御 （LS） （CP）
EARTHQUAKE DESIGN LEVEL
小震(5% in 30, 43 year return)
偶遇地震(20% in 50 yrs，72 year return)
Shearwall Modeling
• Modeled as Elastic Components to save on Run Time
• Assumed elastic behavior was verified
• Design Force = Max Average DBE Force
Diaphragm Modeling
• Diaphragm was modeled explicitly to verify force distribution and facilitate extraction of forces
Performance
Develop Mathematical
Model
Meets Performance Objective?
• 建于1962年 • 五层钢筋混凝土剪力墙结构 • 11,000平米
传统设计
基于性能的设计
传统设计
Areaway modified
基于性能的设计
FRP Column Wrap
• 结构隔震系统 – 滑移摩擦体系
• 结构隔震系统 – 滑移摩擦体系
• 半主动及主动控制系统
• 外部提供能量 • 即时反馈结构反应信息 • 半主动或主动调整结构动力性能
• 半主动及主动控制系统
• 半主动及主动控制系统
• 被动控制系统 – 金属耗能阻尼 器
• 被动控制系统 – 金属耗能阻尼 器
0.20
0.00 0
-0.20
10
20
30
40
-0.40
-0.60
Time (sec)
Spectral Acceleration, Sa(g)
1992 Landers Response Spectra
1.6
Target Spectrum
1.4
Spectrally Matched Ground Motion
1971 San Fernando Earthquake
1989 Loma Prieta Earthquake
Future
1995 Kobe Earthquake
1995 - SEAOC Vision 2000
2006 ASCE 41
• 靠近加州洛杉矶地区 • 6.7级 • 死亡57人，伤5,000 • $200亿美金损失
• 引入阻尼对结构响应的影响
• 结构控制的现状
• 结构隔震系统
• 结构隔震系统
• 结构隔震系统 – 隔震垫
Energy Dissipation Core
Steel Reinforcing Plates
Cover Rubber
Internal Rubber Layers
Bottom Mounting Plate