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Auteur Christopoulos, Constantin
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Affiner la rechercheDevelopment and validation of a metallic haunch seismic retrofit solution for existing under-designed RC frame buildings / Pampanin, Stefano in Earthquake engineering structural dynamics, Vol. 35 N° 14 (Novembre 2006)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 35 N° 14 (Novembre 2006) . - 1739 - 1766 p.
Titre : Development and validation of a metallic haunch seismic retrofit solution for existing under-designed RC frame buildings Type de document : texte imprimé Auteurs : Pampanin, Stefano, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur ; Chen, Te-Hsiu, Auteur Article en page(s) : 1739 - 1766 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Existing buildings Seismic retrofit Under-designed frames Haunch Sshear hinge Beam-column Joints bâtiments existants Modification séismique Armatures insuffisantes Hanche Charnière de cisaillement Joints de faisceau-colonne Index. décimale : 624.1 Infrastructures.Ouvrages en terre. Fondations. Tunnels Résumé : The feasibility and efficiency of a seismic retrofit solution for existing reinforced concrete frame systems, designed before the introduction of modern seismic-oriented design codes in the mid 1970s, is conceptually presented and experimentally investigated. A diagonal metallic haunch system is introduced at the beam-column connections to protect the joint panel zone from extensive damage and brittle shear mechanisms, while inverting the hierarchy of strength within the beam-column subassemblies and forming a plastic hinge in the beam. A complete step-by-step design procedure is suggested for the proposed retrofit strategy to achieve the desired reversal of strength hierarchy. Analytical formulations of the internal force flow at the beam-column-joint level are derived for the retrofitted joints. The study is particularly focused on exterior beam-column joints, since it is recognized that they are the most vulnerable, due to their lack of a reliable joint shear transfer mechanism. Results from an experimental program carried out to validate the concept and the design procedure are also presented. The program consisted of quasi-static cyclic tests on four exterior, scaled, beam-column joint subassemblies, typical of pre-1970 construction practice using plain round bars with end-hooks, with limited joint transverse reinforcement and detailed without capacity design considerations. The first (control specimen) emulated the as-built connection while the three others incorporated the proposed retrofitted configurations. The experimental results demonstrated the effectiveness of the proposed solution for upgrading non-seismically designed RC frames and also confirmed the applicability of the proposed design procedure and of the analytical derivations.
La praticabilité et l'efficacité d'une solution séismique de modification pour les systèmes concrets renforcés existants d'armature, conçue avant que l'introduction des codes séismique-orientés modernes de conception dans les mi années 70, soit conceptuellement présentée et expérimentalement étudiée. Un système métallique diagonal de hanche est présenté aux raccordements de faisceau-colonne pour protéger la zone commune de panneau contre des dommages étendus et des mécanismes fragiles de cisaillement, tout en inversant la hiérarchie de la force dans les montages partiels de faisceau-colonne et formant une charnière en plastique dans le faisceau. Un procédé de conception étape-par-étape complet est suggéré pour que la stratégie proposée de modification réalise l'inversion désirée de la hiérarchie de force. Des formulations analytiques de l'écoulement interne de force au niveau de faisceau-colonne-joint sont dérivées pour les joints montés en rattrapage. L'étude est en particulier concentrée sur les joints extérieurs de faisceau-colonne, puisqu'on l'identifie qu'elles sont les plus vulnérables, en raison de leur manque d'un mécanisme commun fiable de transfert de cisaillement. Des résultats d'un programme expérimental effectué pour valider le concept et le procédé de conception sont également présentés. Le programme s'est composé des essais cycliques quasistatiques sur quatre montages partiels communs extérieurs, mesuré, de faisceau-colonne, typiques de la pratique en matière de la construction pre-1970 en utilisant les barres rondes plates avec des extrémité-crochets, avec le renfort transversal commun limité et détaillé sans considérations de conception de capacité. D'abord (spécimen de commande) émulé le raccordement comme-construit tandis que les trois autres incorporaient les configurations montées en rattrapage proposées. Les résultats expérimentaux ont démontré l'efficacité de la solution proposée pour améliorer les armatures non-seismically conçues de RC et ont également confirmé l'applicabilité du procédé de conception proposé et des dérivations analytiquesISSN : 0098-8847 En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/11277 [article] Development and validation of a metallic haunch seismic retrofit solution for existing under-designed RC frame buildings [texte imprimé] / Pampanin, Stefano, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur ; Chen, Te-Hsiu, Auteur . - 1739 - 1766 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 35 N° 14 (Novembre 2006) . - 1739 - 1766 p.
Mots-clés : Existing buildings Seismic retrofit Under-designed frames Haunch Sshear hinge Beam-column Joints bâtiments existants Modification séismique Armatures insuffisantes Hanche Charnière de cisaillement Joints de faisceau-colonne Index. décimale : 624.1 Infrastructures.Ouvrages en terre. Fondations. Tunnels Résumé : The feasibility and efficiency of a seismic retrofit solution for existing reinforced concrete frame systems, designed before the introduction of modern seismic-oriented design codes in the mid 1970s, is conceptually presented and experimentally investigated. A diagonal metallic haunch system is introduced at the beam-column connections to protect the joint panel zone from extensive damage and brittle shear mechanisms, while inverting the hierarchy of strength within the beam-column subassemblies and forming a plastic hinge in the beam. A complete step-by-step design procedure is suggested for the proposed retrofit strategy to achieve the desired reversal of strength hierarchy. Analytical formulations of the internal force flow at the beam-column-joint level are derived for the retrofitted joints. The study is particularly focused on exterior beam-column joints, since it is recognized that they are the most vulnerable, due to their lack of a reliable joint shear transfer mechanism. Results from an experimental program carried out to validate the concept and the design procedure are also presented. The program consisted of quasi-static cyclic tests on four exterior, scaled, beam-column joint subassemblies, typical of pre-1970 construction practice using plain round bars with end-hooks, with limited joint transverse reinforcement and detailed without capacity design considerations. The first (control specimen) emulated the as-built connection while the three others incorporated the proposed retrofitted configurations. The experimental results demonstrated the effectiveness of the proposed solution for upgrading non-seismically designed RC frames and also confirmed the applicability of the proposed design procedure and of the analytical derivations.
La praticabilité et l'efficacité d'une solution séismique de modification pour les systèmes concrets renforcés existants d'armature, conçue avant que l'introduction des codes séismique-orientés modernes de conception dans les mi années 70, soit conceptuellement présentée et expérimentalement étudiée. Un système métallique diagonal de hanche est présenté aux raccordements de faisceau-colonne pour protéger la zone commune de panneau contre des dommages étendus et des mécanismes fragiles de cisaillement, tout en inversant la hiérarchie de la force dans les montages partiels de faisceau-colonne et formant une charnière en plastique dans le faisceau. Un procédé de conception étape-par-étape complet est suggéré pour que la stratégie proposée de modification réalise l'inversion désirée de la hiérarchie de force. Des formulations analytiques de l'écoulement interne de force au niveau de faisceau-colonne-joint sont dérivées pour les joints montés en rattrapage. L'étude est en particulier concentrée sur les joints extérieurs de faisceau-colonne, puisqu'on l'identifie qu'elles sont les plus vulnérables, en raison de leur manque d'un mécanisme commun fiable de transfert de cisaillement. Des résultats d'un programme expérimental effectué pour valider le concept et le procédé de conception sont également présentés. Le programme s'est composé des essais cycliques quasistatiques sur quatre montages partiels communs extérieurs, mesuré, de faisceau-colonne, typiques de la pratique en matière de la construction pre-1970 en utilisant les barres rondes plates avec des extrémité-crochets, avec le renfort transversal commun limité et détaillé sans considérations de conception de capacité. D'abord (spécimen de commande) émulé le raccordement comme-construit tandis que les trois autres incorporaient les configurations montées en rattrapage proposées. Les résultats expérimentaux ont démontré l'efficacité de la solution proposée pour améliorer les armatures non-seismically conçues de RC et ont également confirmé l'applicabilité du procédé de conception proposé et des dérivations analytiquesISSN : 0098-8847 En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/11277
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 36 N°12 (Octobre 2007) . - 1763-1783 p.
Titre : Effectiveness of simple approaches in mitigating residual deformations in buildings Type de document : texte imprimé Auteurs : Didier Pettinga, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur ; Pampanin, Stefano, Auteur Article en page(s) : 1763-1783 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : residual displacement permanent deformations performance-based design post-yield stiffnessDéplacement résiduel déformations permanentes performance rendement de raideur Index. décimale : 624.151 Résumé : Developments in performance-based seismic design and assessment approaches have emphasized the importance of considering residual deformations. Recent investigations have also led to a proposed direct displacement-based design (DDBD) approach which includes an explicit consideration of the expected residual deformations as an integral part of the design process. Having estimated the expected residual deformations in a structure, engineers are faced with the problem of reducing them to meet the targeted performance levels under pre-defined seismic hazard levels. Previous studies have identified the post-yield stiffness as a primary factor influencing the magnitude of residual deformations in single degree of freedom and multiple degree of freedom structures. In this paper, a series of simple approaches to increase the post-yield stiffness of traditional framed and braced systems for the purpose of reducing residual deformations are investigated. These methods do not utilize recentring post-tensioned technology. This contribution addresses the feasibility of altering the lateral post-yield stiffness of structural systems by: (i) using different reinforcement materials with beneficial features in their stress-strain behaviour; (ii) re-designing the section geometry and properties of primary seismic-resisting elements; and (iii) introducing a secondary elastic frame to act in parallel with the primary system. The efficiency of each of these techniques is investigated through monotonic and cyclic moment-curvature and non-linear time-history analyses. Of these approaches the design and introduction of an elastic secondary system was found to be most effective and consistent in reducing residual deformations. A simplified design approach for achieving the desired increase of a system's post-yield stiffness is also presented.
Développements dans la conception basée sur la performance sismique et approches de l'évaluation ont souligné l'importance de tenir compte des déformations résiduelles. De récentes enquêtes ont aussi donné lieu à un projet de conception basés sur le déplacement direct (DDBD) qui comprend une approche explicite examen de la résiduels prévus déformations en tant que partie intégrante du processus de conception. Après avoir évalué les déformations résiduels prévus dans une structure, les ingénieurs sont confrontés au problème de la réduction de satisfaire les niveaux de performance ciblés pré-définis en vertu des niveaux de risque sismique. Des études antérieures ont identifié l'après-rendement raideur comme principal facteur influant sur l'ampleur des déformations résiduelles dans le seul degré de liberté et de multiples structures de degré de liberté. Dans le présent document, une série d'approches simples pour accroître la rigidité du poste de rendement traditionnelles encadrées et calées systèmes dans le but de réduire les déformations résiduelles sont étudiés. Ces méthodes n'utilisent pas la technologie recentrage poste tendus. Cette contribution porte sur la faisabilité de modifier la rigidité latérale poste rendement des systèmes structurels par: (i) le renforcement utilisant différents matériaux avec leurs caractéristiques bénéfiques stress souche comportement, (ii) à une nouvelle conception de la section de géométrie et les propriétés des éléments sismiques primaires résister, et (Iii) l'introduction d'un cadre secondaire élastique à agir en parallèle avec le système principal. L'efficacité de chacune de ces techniques est l'objet de travaux monotones et cycliques instant courbure et non linéaire du temps historique analyses. De ces approches, la conception et la mise en place d'un système élastique secondaire a été jugée la plus efficace et cohérente en matière de réduction des déformations résiduelles. Une approche simplifiée de conception pour atteindre l'augmentation d'un poste de rendement du système de raideur est également présenté.
DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Séisme En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114281561/ABSTRACT [article] Effectiveness of simple approaches in mitigating residual deformations in buildings [texte imprimé] / Didier Pettinga, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur ; Pampanin, Stefano, Auteur . - 1763-1783 p.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 36 N°12 (Octobre 2007) . - 1763-1783 p.
Mots-clés : residual displacement permanent deformations performance-based design post-yield stiffnessDéplacement résiduel déformations permanentes performance rendement de raideur Index. décimale : 624.151 Résumé : Developments in performance-based seismic design and assessment approaches have emphasized the importance of considering residual deformations. Recent investigations have also led to a proposed direct displacement-based design (DDBD) approach which includes an explicit consideration of the expected residual deformations as an integral part of the design process. Having estimated the expected residual deformations in a structure, engineers are faced with the problem of reducing them to meet the targeted performance levels under pre-defined seismic hazard levels. Previous studies have identified the post-yield stiffness as a primary factor influencing the magnitude of residual deformations in single degree of freedom and multiple degree of freedom structures. In this paper, a series of simple approaches to increase the post-yield stiffness of traditional framed and braced systems for the purpose of reducing residual deformations are investigated. These methods do not utilize recentring post-tensioned technology. This contribution addresses the feasibility of altering the lateral post-yield stiffness of structural systems by: (i) using different reinforcement materials with beneficial features in their stress-strain behaviour; (ii) re-designing the section geometry and properties of primary seismic-resisting elements; and (iii) introducing a secondary elastic frame to act in parallel with the primary system. The efficiency of each of these techniques is investigated through monotonic and cyclic moment-curvature and non-linear time-history analyses. Of these approaches the design and introduction of an elastic secondary system was found to be most effective and consistent in reducing residual deformations. A simplified design approach for achieving the desired increase of a system's post-yield stiffness is also presented.
Développements dans la conception basée sur la performance sismique et approches de l'évaluation ont souligné l'importance de tenir compte des déformations résiduelles. De récentes enquêtes ont aussi donné lieu à un projet de conception basés sur le déplacement direct (DDBD) qui comprend une approche explicite examen de la résiduels prévus déformations en tant que partie intégrante du processus de conception. Après avoir évalué les déformations résiduels prévus dans une structure, les ingénieurs sont confrontés au problème de la réduction de satisfaire les niveaux de performance ciblés pré-définis en vertu des niveaux de risque sismique. Des études antérieures ont identifié l'après-rendement raideur comme principal facteur influant sur l'ampleur des déformations résiduelles dans le seul degré de liberté et de multiples structures de degré de liberté. Dans le présent document, une série d'approches simples pour accroître la rigidité du poste de rendement traditionnelles encadrées et calées systèmes dans le but de réduire les déformations résiduelles sont étudiés. Ces méthodes n'utilisent pas la technologie recentrage poste tendus. Cette contribution porte sur la faisabilité de modifier la rigidité latérale poste rendement des systèmes structurels par: (i) le renforcement utilisant différents matériaux avec leurs caractéristiques bénéfiques stress souche comportement, (ii) à une nouvelle conception de la section de géométrie et les propriétés des éléments sismiques primaires résister, et (Iii) l'introduction d'un cadre secondaire élastique à agir en parallèle avec le système principal. L'efficacité de chacune de ces techniques est l'objet de travaux monotones et cycliques instant courbure et non linéaire du temps historique analyses. De ces approches, la conception et la mise en place d'un système élastique secondaire a été jugée la plus efficace et cohérente en matière de réduction des déformations résiduelles. Une approche simplifiée de conception pour atteindre l'augmentation d'un poste de rendement du système de raideur est également présenté.
DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Séisme En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114281561/ABSTRACT
in Journal of structural engineering > Vol. 137 N° 10 (Octobre 2011) . - pp. 1141-1152
Titre : Experimental validation of replaceable shear links for eccentrically braced steel frames Type de document : texte imprimé Auteurs : Nabil Mansour, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur ; Robert Tremblay, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp. 1141-1152 Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Aftershocks Eccentrically braced steel frames Shear link Bolted connection Replaceable link Inelastic rotations Bearing Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : In the current design of steel eccentrically braced frames (EBFs), the yielding link is coupled with the floor beam. This often results in oversized link elements, which leads to overdesigned structures and foundations. In addition, the beams are expected to sustain significant damage through repeated inelastic deformations under design-level earthquakes, and thus the structure may require extensive repair or replacement. These drawbacks can be mitigated by designing EBFs with replaceable shear links. Two different replaceable link types with alternate section profiles, connection configurations, welding details, and intermediate stiffener spacings were tested. A total of 13 cyclic quasi-static full-scale cyclic tests were performed, including tests on EBFs with replaceable shear links, to study their inelastic seismic performance. The links exhibited a very good ductile behavior, developing stable and repeatable yielding. Additional inelastic rotation capacity can be achieved with bolted replaceable links when bolt bearing deformations are allowed to occur. The on-site replaceability of the link sections is confirmed even in the presence of residual deformations of 0.5% drift.
DEWEY : 624.17 ISSN : 0733-9445 En ligne : http://ascelibrary.org/sto/resource/1/jsendh/v137/i10/p1141_s1?isAuthorized=no [article] Experimental validation of replaceable shear links for eccentrically braced steel frames [texte imprimé] / Nabil Mansour, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur ; Robert Tremblay, Auteur . - 2012 . - pp. 1141-1152.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Journal of structural engineering > Vol. 137 N° 10 (Octobre 2011) . - pp. 1141-1152
Mots-clés : Aftershocks Eccentrically braced steel frames Shear link Bolted connection Replaceable link Inelastic rotations Bearing Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : In the current design of steel eccentrically braced frames (EBFs), the yielding link is coupled with the floor beam. This often results in oversized link elements, which leads to overdesigned structures and foundations. In addition, the beams are expected to sustain significant damage through repeated inelastic deformations under design-level earthquakes, and thus the structure may require extensive repair or replacement. These drawbacks can be mitigated by designing EBFs with replaceable shear links. Two different replaceable link types with alternate section profiles, connection configurations, welding details, and intermediate stiffener spacings were tested. A total of 13 cyclic quasi-static full-scale cyclic tests were performed, including tests on EBFs with replaceable shear links, to study their inelastic seismic performance. The links exhibited a very good ductile behavior, developing stable and repeatable yielding. Additional inelastic rotation capacity can be achieved with bolted replaceable links when bolt bearing deformations are allowed to occur. The on-site replaceability of the link sections is confirmed even in the presence of residual deformations of 0.5% drift.
DEWEY : 624.17 ISSN : 0733-9445 En ligne : http://ascelibrary.org/sto/resource/1/jsendh/v137/i10/p1141_s1?isAuthorized=no
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 894-903 p.
Titre : Frequency Response of Flag-Shaped Single Degree-of-Freedom Hysteretic Systems Titre original : Réponse en Fréquence de Simple Drapeau-Formé Degré- des Systèmes par Hystérésis de Liberté Type de document : texte imprimé Auteurs : Christopoulos, Constantin, Auteur ; Ghanem, Roger G., Auteur Article en page(s) : 894-903 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Frequency response Hysteresis Energy dissipation Réponse en fréquence Hystérésis Dissipation d'énergie Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Recognizing the importance of limiting residual deformations that are usually associated with the response of full hysteretic systems under seismic loading, a number of energy dissipating devices and innovative structural systems exhibiting a full recentering response have recently been developed. Although these systems encompass the highly desirable self-centering characteristic, they inherently have less energy dissipation capacity when compared to more traditional fuller hysteretic systems. Little information is available on the nonlinear dynamics of systems exhibiting this flag-shaped hysteresis. In this paper, the frequency response of single degree of freedom (SDOF) systems exhibiting the flag-shaped hysteresis is computed in a closed form using the method of slowly varying parameters. The solution is derived for two independent variables representing the postyielding stiffness and energy dissipation capacity that define all self-centering hysteretic systems. The hysteretic systems covered by this formulation range from bilinear elastic systems (with no energy dissipation) to full bilinear elastoplastic. The frequency response exhibits a softening branch with multiple solution regions. A relationship between the system properties and bounded response at resonance for a given amplitude of excitation is also derived. Further analysis is carried out to assess the stability of these multiple solution regions. It is found that both stable solution branches can be achieved depending on the nature of the excitation. An amplitude jump phenomenon is also present both in increasing frequency and decreasing frequency sweeps. The concept of theoretical versus likely response curve is discussed for less idealized excitation functions.
Identifiant l'importance de limiter les déformations résiduelles qui sont habituellement associées à la réponse de pleins systèmes par hystérésis sous le chargement séismique, un certain nombre de dispositifs absorbants d'énergie et les systèmes structuraux innovateurs montrant une pleine réponse recentrante ont été récemment développés. Bien que ces systèmes entourent l'individu fortement souhaitable centrant la caractéristique, ils ont en soi moins de capacité de dissipation d'énergie une fois comparés à de plus pleins systèmes par hystérésis plus traditionnels. Peu d'information est disponible sur la dynamique non linéaire des systèmes montrant cette hystérésis formée par drapeau. En cet article, la réponse en fréquence du seul degré de systèmes de la liberté (SDOF) montrant l'hystérésis formée par drapeau est calculée sous une forme fermée en utilisant la méthode de changer lentement des paramètres. La solution est dérivée pour deux variables indépendantes représentant la capacité rendement de poteau de dissipation de rigidité et d'énergie qui définissent tout l'individu centrant les systèmes par hystérésis. Les systèmes par hystérésis couverts par cette formulation s'étendent des systèmes élastiques bilinéaires (sans la dissipation d'énergie) à plein élastoplastique bilinéaire. La réponse en fréquence montre une branche se ramollissante avec des régions multiples de solution. Un rapport entre les propriétés de système et la réponse liée à la résonance pour une amplitude donnée de l'excitation est également dérivé. Davantage d'analyse est effectuée pour évaluer la stabilité de ces régions multiples de solution. On le constate que les deux branches stables de solution peuvent être réalisées selon la nature de l'excitation. Un phénomène de saut d'amplitude est également présent dans la fréquence croissante et les champs décroissants de fréquence. Le concept de théorique contre la courbe de réponse probable est discuté pour moins de fonctions idéalisées d'excitation.
Identifiant l'importance de limiter les déformations résiduelles qui sont habituellement associées à la réponse de pleins systèmes par hystérésis sous le chargement séismique, un certain nombre de dispositifs absorbants d'énergie et les systèmes structuraux innovateurs montrant une pleine réponse recentrante ont été récemment développés. Bien que ces systèmes entourent la caractéristique fortement souhaitable d'art de l'auto-portrait-centrage, ils ont en soi moins de capacité de dissipation d'énergie une fois comparés à de plus pleins systèmes par hystérésis plus traditionnels. Peu d'information est disponible sur la dynamique non-linéaire des systèmes montrant ceci hystérésis drapeau-formée. En cet article, la réponse en fr3quence du seul degré de systèmes de la liberté (SDOF) montrant l'hystérésis drapeau-formée est calculée sous une forme fermée en utilisant la méthode de changer lentement des paramètres. La solution est dérivée pour deux variables indépendantes représentant la capacité postyielding de dissipation de rigidité et d'énergie qui définissent tous les systèmes par hystérésis de art de l'auto-portrait-centering. Les systèmes par hystérésis couverts par cette formulation s'étendent des systèmes élastiques bilinéaires (sans la dissipation d'énergie) à plein élastoplastique bilinéaire. La réponse en fréquence montre une branche se ramollissante avec des régions multiples de solution. Un rapport entre les propriétés de système et la réponse liée à la résonance pour une amplitude donnée de l'excitation est également dérivé. Davantage d'analyse est effectuée pour évaluer la stabilité de ces régions multiples de solution. On le constate que les deux branches stables de solution peuvent être réalisées selon la nature de l'excitation. Un phénomène de saut d'amplitude est également présent dans la fréquence croissante et les champs décroissants de fréquence. Le concept de théorique contre la courbe de réponse probable est discuté pour moins de fonctions idéalisées d'excitation.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : c.christopoulos@utoronto.ca [article] Frequency Response of Flag-Shaped Single Degree-of-Freedom Hysteretic Systems = Réponse en Fréquence de Simple Drapeau-Formé Degré- des Systèmes par Hystérésis de Liberté [texte imprimé] / Christopoulos, Constantin, Auteur ; Ghanem, Roger G., Auteur . - 894-903 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 894-903 p.
Mots-clés : Frequency response Hysteresis Energy dissipation Réponse en fréquence Hystérésis Dissipation d'énergie Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Recognizing the importance of limiting residual deformations that are usually associated with the response of full hysteretic systems under seismic loading, a number of energy dissipating devices and innovative structural systems exhibiting a full recentering response have recently been developed. Although these systems encompass the highly desirable self-centering characteristic, they inherently have less energy dissipation capacity when compared to more traditional fuller hysteretic systems. Little information is available on the nonlinear dynamics of systems exhibiting this flag-shaped hysteresis. In this paper, the frequency response of single degree of freedom (SDOF) systems exhibiting the flag-shaped hysteresis is computed in a closed form using the method of slowly varying parameters. The solution is derived for two independent variables representing the postyielding stiffness and energy dissipation capacity that define all self-centering hysteretic systems. The hysteretic systems covered by this formulation range from bilinear elastic systems (with no energy dissipation) to full bilinear elastoplastic. The frequency response exhibits a softening branch with multiple solution regions. A relationship between the system properties and bounded response at resonance for a given amplitude of excitation is also derived. Further analysis is carried out to assess the stability of these multiple solution regions. It is found that both stable solution branches can be achieved depending on the nature of the excitation. An amplitude jump phenomenon is also present both in increasing frequency and decreasing frequency sweeps. The concept of theoretical versus likely response curve is discussed for less idealized excitation functions.
Identifiant l'importance de limiter les déformations résiduelles qui sont habituellement associées à la réponse de pleins systèmes par hystérésis sous le chargement séismique, un certain nombre de dispositifs absorbants d'énergie et les systèmes structuraux innovateurs montrant une pleine réponse recentrante ont été récemment développés. Bien que ces systèmes entourent l'individu fortement souhaitable centrant la caractéristique, ils ont en soi moins de capacité de dissipation d'énergie une fois comparés à de plus pleins systèmes par hystérésis plus traditionnels. Peu d'information est disponible sur la dynamique non linéaire des systèmes montrant cette hystérésis formée par drapeau. En cet article, la réponse en fréquence du seul degré de systèmes de la liberté (SDOF) montrant l'hystérésis formée par drapeau est calculée sous une forme fermée en utilisant la méthode de changer lentement des paramètres. La solution est dérivée pour deux variables indépendantes représentant la capacité rendement de poteau de dissipation de rigidité et d'énergie qui définissent tout l'individu centrant les systèmes par hystérésis. Les systèmes par hystérésis couverts par cette formulation s'étendent des systèmes élastiques bilinéaires (sans la dissipation d'énergie) à plein élastoplastique bilinéaire. La réponse en fréquence montre une branche se ramollissante avec des régions multiples de solution. Un rapport entre les propriétés de système et la réponse liée à la résonance pour une amplitude donnée de l'excitation est également dérivé. Davantage d'analyse est effectuée pour évaluer la stabilité de ces régions multiples de solution. On le constate que les deux branches stables de solution peuvent être réalisées selon la nature de l'excitation. Un phénomène de saut d'amplitude est également présent dans la fréquence croissante et les champs décroissants de fréquence. Le concept de théorique contre la courbe de réponse probable est discuté pour moins de fonctions idéalisées d'excitation.
Identifiant l'importance de limiter les déformations résiduelles qui sont habituellement associées à la réponse de pleins systèmes par hystérésis sous le chargement séismique, un certain nombre de dispositifs absorbants d'énergie et les systèmes structuraux innovateurs montrant une pleine réponse recentrante ont été récemment développés. Bien que ces systèmes entourent la caractéristique fortement souhaitable d'art de l'auto-portrait-centrage, ils ont en soi moins de capacité de dissipation d'énergie une fois comparés à de plus pleins systèmes par hystérésis plus traditionnels. Peu d'information est disponible sur la dynamique non-linéaire des systèmes montrant ceci hystérésis drapeau-formée. En cet article, la réponse en fr3quence du seul degré de systèmes de la liberté (SDOF) montrant l'hystérésis drapeau-formée est calculée sous une forme fermée en utilisant la méthode de changer lentement des paramètres. La solution est dérivée pour deux variables indépendantes représentant la capacité postyielding de dissipation de rigidité et d'énergie qui définissent tous les systèmes par hystérésis de art de l'auto-portrait-centering. Les systèmes par hystérésis couverts par cette formulation s'étendent des systèmes élastiques bilinéaires (sans la dissipation d'énergie) à plein élastoplastique bilinéaire. La réponse en fréquence montre une branche se ramollissante avec des régions multiples de solution. Un rapport entre les propriétés de système et la réponse liée à la résonance pour une amplitude donnée de l'excitation est également dérivé. Davantage d'analyse est effectuée pour évaluer la stabilité de ces régions multiples de solution. On le constate que les deux branches stables de solution peuvent être réalisées selon la nature de l'excitation. Un phénomène de saut d'amplitude est également présent dans la fréquence croissante et les champs décroissants de fréquence. Le concept de théorique contre la courbe de réponse probable est discuté pour moins de fonctions idéalisées d'excitation.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : c.christopoulos@utoronto.ca
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 38 N°1 (Janvier 2009) . - pp. 1-21
Titre : Numerical models and ductile ultimate deformation response of post-tensioned self-centering moment connections Type de document : texte imprimé Auteurs : Hyung-Joon Kim, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur Article en page(s) : pp. 1-21 Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Post-tension; Self-centering; Energy dissipating devices ; Numerical models; Flexural hinges Index. décimale : 624.1 Infrastructures.Ouvrages en terre. Fondations. Tunnels Résumé : New steel moment-resisting connections that incorporate post-tensioning elements to provide a self-centering capacity and devices to dissipate seismic input energy have recently been proposed and experimentally validated. Experimental studies have confirmed that these connections are capable of undergoing large lateral deformations with negligible residual drifts. To facilitate their implementation, accurate modeling of the behavior of systems incorporating post-tensioned connections must be readily available to designers and researchers. A number of simplified models have been suggested in the literature by researchers trying to capture experimental results at the beam-column connections and thereby to predict the global response of structures incorporating such connections. To provide a clear set of guidelines for the modeling of post-tensioned steel frames, for practicing engineers as well as researchers, in this paper three types of numerical models of increasing complexity are presented: (i) a sectional analysis procedure, (ii) a lumped plasticity spring frame leveled approach and (iii) a non-linear solid finite element analysis to predict the response at ultimate deformation levels. The analytical results obtained from the numerical models predict well the structural behavior of these connections when compared with available experimental data. Even at the ultimate deformation level, analytical results are in good agreement with test results. Furthermore, detailing requirements are proposed to assure that flexural hinges form in the beams in order to improve the cyclic response of steel self-centering connections when drifts exceeding the design drifts are imposed to the system. Experimental and analytical studies demonstrate that steel post-tensioned self-centering connections incorporating the proposed detailing in the beams develop an increased deformation capacity and thereby exhibit a ductile response while avoiding a sudden loss of their strength and stiffness. ISSN : 0098-8847 En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal/121356228/abstract [article] Numerical models and ductile ultimate deformation response of post-tensioned self-centering moment connections [texte imprimé] / Hyung-Joon Kim, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur . - pp. 1-21.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 38 N°1 (Janvier 2009) . - pp. 1-21
Mots-clés : Post-tension; Self-centering; Energy dissipating devices ; Numerical models; Flexural hinges Index. décimale : 624.1 Infrastructures.Ouvrages en terre. Fondations. Tunnels Résumé : New steel moment-resisting connections that incorporate post-tensioning elements to provide a self-centering capacity and devices to dissipate seismic input energy have recently been proposed and experimentally validated. Experimental studies have confirmed that these connections are capable of undergoing large lateral deformations with negligible residual drifts. To facilitate their implementation, accurate modeling of the behavior of systems incorporating post-tensioned connections must be readily available to designers and researchers. A number of simplified models have been suggested in the literature by researchers trying to capture experimental results at the beam-column connections and thereby to predict the global response of structures incorporating such connections. To provide a clear set of guidelines for the modeling of post-tensioned steel frames, for practicing engineers as well as researchers, in this paper three types of numerical models of increasing complexity are presented: (i) a sectional analysis procedure, (ii) a lumped plasticity spring frame leveled approach and (iii) a non-linear solid finite element analysis to predict the response at ultimate deformation levels. The analytical results obtained from the numerical models predict well the structural behavior of these connections when compared with available experimental data. Even at the ultimate deformation level, analytical results are in good agreement with test results. Furthermore, detailing requirements are proposed to assure that flexural hinges form in the beams in order to improve the cyclic response of steel self-centering connections when drifts exceeding the design drifts are imposed to the system. Experimental and analytical studies demonstrate that steel post-tensioned self-centering connections incorporating the proposed detailing in the beams develop an increased deformation capacity and thereby exhibit a ductile response while avoiding a sudden loss of their strength and stiffness. ISSN : 0098-8847 En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal/121356228/abstract
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