[article] in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N°6 (Decembre 2006) . - 2146-2164 p. | Titre : | An Empirical Ground-Motion Attenuation Relation for Inelastic Spectral Displacement | | Titre original : | Une Relation au Sol Empirique d'Atténuation de Mouvement pour le Déplacement Spectral non Elastique | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Tothong, Polsak, Auteur ; Allin Cornell, C., Auteur | | Article en page(s) : | 2146-2164 p. | | Note générale : | Génie Civil | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Sol empirique Tremblement de terre Modèle élastique Prévision Oscillateur non-linéaire | | Index. décimale : | 551.2 | | Résumé : | This article presents an empirical ground-motion prediction model (attenuation relation) for inelastic (as opposed to elastic) spectral displacement (Sdi) for ground motions without forward directivity effects. It is a function of two earthquake parameters, moment magnitude (Mw) and the closest distance to rupture (Rrup), and two bilinear oscillator parameters, an undamped elastic period (T) and a yield displacement (dy). The dy is introduced via the predicted median strength-reduction factor ([capital R, circumflex accent]), a proxy for the ratio of elastic spectral displacement (Sde) to dy, which is identical with the familiar strength-reduction factor (R). The proxy [capital R, circumflex accent] recognizes that R can only be estimated indirectly because it implicitly contains the random variable, Sde, which cannot be known a priori; therefore, the median estimate or predicted median (Sde) from a conventional (elastic) ground-motion prediction model is used instead to calculate [capital R, circumflex accent] = Sde/dy. For enhanced generality, the inelastic spectral displacement prediction model here is based on a ratio concept, that is, the total model is a (any) conventional elastic prediction model coupled with a new inelastic displacement ratio prediction model, with proper statistical correlation between the two. We empirically consider the dependence of this ratio on source and path effects (i.e., Mw and Rrup), and find that Mw is significant, but Rrup is not. The resulting prediction model can easily be added to existing probabilistic seismic-hazard analysis (PSHA) software packages with only one extra structure-specific parameter, dy of the oscillator. In practical engineering applications, this will likely have been estimated from the conventional static pushover analysis of the multi-degree-of-freedom (MDOF) structure under consideration.
The resulting PSHA product is a hazard curve for Sdi, the inelastic spectral displacement of a nonlinear oscillator. Such a curve can provide a more direct hazard- based target displacement for nonlinear static procedures (Federal Emergency Management Agency [FEMA] 356, 2000) and/or a basic input function for new probabilistic seismic-demand analyses that is based on Sdi (as opposed to Sde) as an efficient and sufficient intensity measure. This new attenuation relationship will be particularly useful in evaluating the performance of existing structures and specified designs with known lateral strength. In particular, unlike most past studies, it does not pre-fix the ductility level.
Cet article présente un modèle au sol empirique de prévision de mouvement (relation d'atténuation) pour (par opposition à l'élastique) le déplacement spectral non élastique (Sdi) pour les mouvements au sol sans effets vers l'avant de directivité. C'est une fonction de deux paramètres de tremblement de terre, grandeur de moment (Mw) et la distance la plus étroite à la rupture (Rrup), et deux paramètres bilinéaires d'oscillateur, une période élastique sèche (t) et un déplacement de rendement (dy). Le dy est présenté par l'intermédiaire du facteur médian prévu de réduction de résistance ([R capital, accent circonflexe]), une procuration pour le rapport du déplacement spectral élastique (Sde) à dy, qui est identique au facteur familier de réduction de résistance (r). La procuration [R capital, l'accent circonflexe] identifie que R peut seulement être estimé indirectement parce qu'il contient implicitement la variable aléatoire, Sde, qui ne peut pas être connu a priori ; donc, l'évaluation médiane ou la médiane prévue (Sde) d'un modèle (élastique) conventionnel de prévision de mouvement de la terre est employée à la place pour calculer [R capital, accent circonflexe] = Sde/dy. Pour la généralité augmentée, le modèle spectral non élastique de prévision de déplacement ici est basé sur un concept de rapport, c'est-à-dire, tout le modèle est modèle élastique conventionnel de prévision d'a (quel) couplé à un nouveau modèle non élastique de prévision de rapport de déplacement, avec la corrélation statistique appropriée entre les deux. Nous considérons empiriquement la dépendance de ce rapport à l'égard des effets de source et de chemin (c.-à-d., Mw et Rrup), et constatons que le Mw est significatif, mais Rrup n'est pas. Le modèle résultant de prévision peut facilement être ajouté aux progiciels séismiques probabilistes existants de l'analyse de risque (PSHA) avec seulement un paramètre spécifique de structure supplémentaire, dy de l'oscillateur. Dans des applications pratiques de technologie, ceci probablement aura été estimé à partir de l'analyse statique conventionnelle de facilité multi du degré de structure de la liberté (MDOF) à l'étude. Le produit résultant de PSHA est une courbe de risque pour Sdi, le déplacement spectral non élastique d'un oscillateur non-linéaire. Une telle courbe peut fournir un déplacement basé de cible de risque plus direct pour des procédures statiques non-linéaires (agence fédérale de gestion de secours [FEMA] 356, 2000) et/ou une fonction d'entrée de base pour de nouvelles analyses de la demande séismiques probabilistes qui est basée sur Sdi (par opposition à Sde) comme mesure efficace et suffisante d'intensité. Ce nouveau rapport d'atténuation sera particulièrement utile en évaluant l'exécution des structures existantes et des conceptions indiquées avec la force latérale connue. En particulier, à la différence des la plupart après des études, il ne fixe pas pré le niveau de ductilité.
| | DEWEY : | 551.2 | | ISSN : | 0037-1106 | | En ligne : | ptothong@stanford.edu , cornell@stanford.edu |
[article] An Empirical Ground-Motion Attenuation Relation for Inelastic Spectral Displacement = Une Relation au Sol Empirique d'Atténuation de Mouvement pour le Déplacement Spectral non Elastique [texte imprimé] / Tothong, Polsak, Auteur ; Allin Cornell, C., Auteur . - 2146-2164 p. Génie Civil Langues : Anglais ( eng) in Bulletin of the seismological society of America > Vol. 96 N°6 (Decembre 2006) . - 2146-2164 p. | Mots-clés : | Sol empirique Tremblement de terre Modèle élastique Prévision Oscillateur non-linéaire | | Index. décimale : | 551.2 | | Résumé : | This article presents an empirical ground-motion prediction model (attenuation relation) for inelastic (as opposed to elastic) spectral displacement (Sdi) for ground motions without forward directivity effects. It is a function of two earthquake parameters, moment magnitude (Mw) and the closest distance to rupture (Rrup), and two bilinear oscillator parameters, an undamped elastic period (T) and a yield displacement (dy). The dy is introduced via the predicted median strength-reduction factor ([capital R, circumflex accent]), a proxy for the ratio of elastic spectral displacement (Sde) to dy, which is identical with the familiar strength-reduction factor (R). The proxy [capital R, circumflex accent] recognizes that R can only be estimated indirectly because it implicitly contains the random variable, Sde, which cannot be known a priori; therefore, the median estimate or predicted median (Sde) from a conventional (elastic) ground-motion prediction model is used instead to calculate [capital R, circumflex accent] = Sde/dy. For enhanced generality, the inelastic spectral displacement prediction model here is based on a ratio concept, that is, the total model is a (any) conventional elastic prediction model coupled with a new inelastic displacement ratio prediction model, with proper statistical correlation between the two. We empirically consider the dependence of this ratio on source and path effects (i.e., Mw and Rrup), and find that Mw is significant, but Rrup is not. The resulting prediction model can easily be added to existing probabilistic seismic-hazard analysis (PSHA) software packages with only one extra structure-specific parameter, dy of the oscillator. In practical engineering applications, this will likely have been estimated from the conventional static pushover analysis of the multi-degree-of-freedom (MDOF) structure under consideration.
The resulting PSHA product is a hazard curve for Sdi, the inelastic spectral displacement of a nonlinear oscillator. Such a curve can provide a more direct hazard- based target displacement for nonlinear static procedures (Federal Emergency Management Agency [FEMA] 356, 2000) and/or a basic input function for new probabilistic seismic-demand analyses that is based on Sdi (as opposed to Sde) as an efficient and sufficient intensity measure. This new attenuation relationship will be particularly useful in evaluating the performance of existing structures and specified designs with known lateral strength. In particular, unlike most past studies, it does not pre-fix the ductility level.
Cet article présente un modèle au sol empirique de prévision de mouvement (relation d'atténuation) pour (par opposition à l'élastique) le déplacement spectral non élastique (Sdi) pour les mouvements au sol sans effets vers l'avant de directivité. C'est une fonction de deux paramètres de tremblement de terre, grandeur de moment (Mw) et la distance la plus étroite à la rupture (Rrup), et deux paramètres bilinéaires d'oscillateur, une période élastique sèche (t) et un déplacement de rendement (dy). Le dy est présenté par l'intermédiaire du facteur médian prévu de réduction de résistance ([R capital, accent circonflexe]), une procuration pour le rapport du déplacement spectral élastique (Sde) à dy, qui est identique au facteur familier de réduction de résistance (r). La procuration [R capital, l'accent circonflexe] identifie que R peut seulement être estimé indirectement parce qu'il contient implicitement la variable aléatoire, Sde, qui ne peut pas être connu a priori ; donc, l'évaluation médiane ou la médiane prévue (Sde) d'un modèle (élastique) conventionnel de prévision de mouvement de la terre est employée à la place pour calculer [R capital, accent circonflexe] = Sde/dy. Pour la généralité augmentée, le modèle spectral non élastique de prévision de déplacement ici est basé sur un concept de rapport, c'est-à-dire, tout le modèle est modèle élastique conventionnel de prévision d'a (quel) couplé à un nouveau modèle non élastique de prévision de rapport de déplacement, avec la corrélation statistique appropriée entre les deux. Nous considérons empiriquement la dépendance de ce rapport à l'égard des effets de source et de chemin (c.-à-d., Mw et Rrup), et constatons que le Mw est significatif, mais Rrup n'est pas. Le modèle résultant de prévision peut facilement être ajouté aux progiciels séismiques probabilistes existants de l'analyse de risque (PSHA) avec seulement un paramètre spécifique de structure supplémentaire, dy de l'oscillateur. Dans des applications pratiques de technologie, ceci probablement aura été estimé à partir de l'analyse statique conventionnelle de facilité multi du degré de structure de la liberté (MDOF) à l'étude. Le produit résultant de PSHA est une courbe de risque pour Sdi, le déplacement spectral non élastique d'un oscillateur non-linéaire. Une telle courbe peut fournir un déplacement basé de cible de risque plus direct pour des procédures statiques non-linéaires (agence fédérale de gestion de secours [FEMA] 356, 2000) et/ou une fonction d'entrée de base pour de nouvelles analyses de la demande séismiques probabilistes qui est basée sur Sdi (par opposition à Sde) comme mesure efficace et suffisante d'intensité. Ce nouveau rapport d'atténuation sera particulièrement utile en évaluant l'exécution des structures existantes et des conceptions indiquées avec la force latérale connue. En particulier, à la différence des la plupart après des études, il ne fixe pas pré le niveau de ductilité.
| | DEWEY : | 551.2 | | ISSN : | 0037-1106 | | En ligne : | ptothong@stanford.edu , cornell@stanford.edu |
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