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Probabilistic Critical Excitation Method for Earthquake Energy Input Rate / takewaki, Izuru in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°9 (Septembre 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°9 (Septembre 2006) . - 990-1000 p. Titre : Probabilistic Critical Excitation Method for Earthquake Energy Input Rate Titre original : Méthode Critique Probabiliste d'Excitation pour le Taux d'Absorption d'Energie de Tremblement de Terre Type de document : texte imprimé Auteurs : takewaki, Izuru, Auteur ; Nicos Makris, Editeur scientifique Article en page(s) : 990-1000 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamic  response  Excitation  Ground  motion  Vibration  Frequency  analysis  Earthquakes  Probabilistic  methodsn  Dynamique  réponse  Mouvement  au  sol  Analyse  de  fréquence  Tremblements  de  terre  Méthodes  probabilistes Index. décimale : 621.34/624 Résumé : Since earthquake ground motions and their input effects on structures are very uncertain even with the present state of knowledge, it is desirable to develop a “robust” structural design method taking into account these uncertainties. Approaches based on critical excitation methods have been proven to be promising for such robust structural design. A new critical excitation method is developed here in which the mean earthquake energy input rate is chosen as a measure of criticality. The earthquake energy input rate is closely correlated with the story deformation and this supports the suitability of the energy input rate as a criticality measure in the case where the deformation is crucial in the design. The ground motion is described as a uniformly modulated nonstationary random process. The power [area of power spectral density (PSD) function] and the intensity (magnitude of PSD function) are fixed and the critical excitation is found under these restrictions. The key for finding the new random critical excitation is the interchange of the order of the double maximization procedures with respect to time and to the PSD function. Examples for a specific envelope function of the ground motion are presented for demonstrating the validity of the proposed method. Extension of the proposed method will be discussed for a more general ground motion model, i.e., nonuniformly modulated nonstationary models, and for a more general problem for variable envelope functions and variable frequency contents. Puisque les mouvements au sol de tremblement de terre et leurs effets d'entrée sur des structures sont très incertains même avec l'état actuel de la connaissance, il est souhaitable de développer un “robust” ; méthode de conception structurale tenant compte de ces incertitudes. On s'est avéré que des approches basées sur des méthodes critiques d'excitation sont prometteuses pour une telle conception structurale robuste. Une nouvelle méthode critique d'excitation est développée ici dans ce que le taux moyen d'absorption d'énergie de tremblement de terre est choisi comme mesure de criticalité. Le taux d'absorption d'énergie de tremblement de terre est étroitement corrélé avec la déformation d'histoire et ceci soutient la convenance du taux d'absorption d'énergie comme mesure de criticalité dans le cas où la déformation est cruciale dans la conception. Le mouvement au sol est décrit comme processus aléatoire non stationnaire uniformément modulé. La puissance [ secteur de fonction spectrale de densité de puissance (PSD) ] et l'intensité (importance de fonction de PSD) sont fixes et l'excitation critique est trouvée sous ces restrictions. La clef pour trouver la nouvelle excitation critique aléatoire est l'échange de l'ordre des doubles procédures de maximisation en ce qui concerne le temps et à la fonction de PSD. Des exemples pour une fonction spécifique d'enveloppe du mouvement au sol sont présentés pour démontrer la validité de la méthode proposée. La prolongation de la méthode proposée sera discutée pour un modèle au sol plus général de mouvement, c.-à-d., modèles non stationnaires nonuniformly modulés, et pour un problème plus général pour les fonctions variables d'enveloppe et le contenu variable de fréquence. En ligne : takewaki@archi.kyoto-u.ac.jp [article] Probabilistic Critical Excitation Method for Earthquake Energy Input Rate = Méthode Critique Probabiliste d'Excitation pour le Taux d'Absorption d'Energie de Tremblement de Terre [texte imprimé] / takewaki, Izuru, Auteur ; Nicos Makris, Editeur scientifique . - 990-1000 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°9 (Septembre 2006) . - 990-1000 p. Mots-clés : Dynamic  response  Excitation  Ground  motion  Vibration  Frequency  analysis  Earthquakes  Probabilistic  methodsn  Dynamique  réponse  Mouvement  au  sol  Analyse  de  fréquence  Tremblements  de  terre  Méthodes  probabilistes Index. décimale : 621.34/624 Résumé : Since earthquake ground motions and their input effects on structures are very uncertain even with the present state of knowledge, it is desirable to develop a “robust” structural design method taking into account these uncertainties. Approaches based on critical excitation methods have been proven to be promising for such robust structural design. A new critical excitation method is developed here in which the mean earthquake energy input rate is chosen as a measure of criticality. The earthquake energy input rate is closely correlated with the story deformation and this supports the suitability of the energy input rate as a criticality measure in the case where the deformation is crucial in the design. The ground motion is described as a uniformly modulated nonstationary random process. The power [area of power spectral density (PSD) function] and the intensity (magnitude of PSD function) are fixed and the critical excitation is found under these restrictions. The key for finding the new random critical excitation is the interchange of the order of the double maximization procedures with respect to time and to the PSD function. Examples for a specific envelope function of the ground motion are presented for demonstrating the validity of the proposed method. Extension of the proposed method will be discussed for a more general ground motion model, i.e., nonuniformly modulated nonstationary models, and for a more general problem for variable envelope functions and variable frequency contents. Puisque les mouvements au sol de tremblement de terre et leurs effets d'entrée sur des structures sont très incertains même avec l'état actuel de la connaissance, il est souhaitable de développer un “robust” ; méthode de conception structurale tenant compte de ces incertitudes. On s'est avéré que des approches basées sur des méthodes critiques d'excitation sont prometteuses pour une telle conception structurale robuste. Une nouvelle méthode critique d'excitation est développée ici dans ce que le taux moyen d'absorption d'énergie de tremblement de terre est choisi comme mesure de criticalité. Le taux d'absorption d'énergie de tremblement de terre est étroitement corrélé avec la déformation d'histoire et ceci soutient la convenance du taux d'absorption d'énergie comme mesure de criticalité dans le cas où la déformation est cruciale dans la conception. Le mouvement au sol est décrit comme processus aléatoire non stationnaire uniformément modulé. La puissance [ secteur de fonction spectrale de densité de puissance (PSD) ] et l'intensité (importance de fonction de PSD) sont fixes et l'excitation critique est trouvée sous ces restrictions. La clef pour trouver la nouvelle excitation critique aléatoire est l'échange de l'ordre des doubles procédures de maximisation en ce qui concerne le temps et à la fonction de PSD. Des exemples pour une fonction spécifique d'enveloppe du mouvement au sol sont présentés pour démontrer la validité de la méthode proposée. La prolongation de la méthode proposée sera discutée pour un modèle au sol plus général de mouvement, c.-à-d., modèles non stationnaires nonuniformly modulés, et pour un problème plus général pour les fonctions variables d'enveloppe et le contenu variable de fréquence. En ligne : takewaki@archi.kyoto-u.ac.jp

Stiffness-Damping Simultaneous Identification Under Limited Observation / Nakamura, Mitsuru in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1027-1035 p. Titre : Stiffness-Damping Simultaneous Identification Under Limited Observation Titre original : Rigidité-Atténuation de l'Identification Simultanée Sous l'Observation Limitée Type de document : texte imprimé Auteurs : Nakamura, Mitsuru, Auteur ; takewaki, Izuru, Auteur Article en page(s) : 1027-1035 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Damping  Stiffness  Base  isolation  Buildings  Rigidité  Fondation  à  cisaillement  Disques  aléatoires  Atténuation  visqueux  Accélérations  horizontaux  aléatoires  Bâtiments  Amortissement  Amortissement  matérielle  Structure  numérique  Structure  modèle  Bruits  Vent  Iso Index. décimale : 624/621.34 Résumé : A More reliable and stable method, compared to the previous one developed by the present writers, of stiffness-damping simultaneous identification of shear-type building structures is proposed using stationary random records under limited observation. It is shown that when stationary random horizontal acelerations are recorded at the floors just above and below a specific story in a shear building model, the story stiffness and the damping ratio can be identified uniquely. The Viscous damping coefficient and the material damping ratio can also be identified simultaneously in a numerical model structure. It is also shown that unfavorable effects by extraneous noises, including measurement noises, due to wind excitation, building facilities, and the motion of the occupants can be eliminated partially by using the present method. The Accuracy of the present identification method is investigated through the actual records under limited observation in a base-isolated building. On propose une méthode plus fiable et plus stable, comparée à la précédente développée par les auteurs actuels, de l'identification simultanée d'rigidité-atténuation des fondations à cisaillement en utilisant les disques aléatoires stationnaires sous l'observation limitée. On lui montre que quand des acelerations horizontaux aléatoires stationnaires sont enregistrés aux planchers juste au-dessus et au-dessous d'une histoire spécifique dans un modèle de bâtiment de cisaillement, la rigidité d'histoire et la constante d'amortissement peut être identifiée uniquement. Le coefficient d'atténuation visqueux et la constante d'amortissement matérielle peuvent également être identifiés simultanément dans une structure modèle numérique. On lui montre également qu'on peut éliminer partiellement des effets défavorables par des bruits étrangers, y compris des bruits de mesure, dus à l'excitation de vent, aux équipements de construction, et au mouvement des occupants en employant la méthode actuelle. L'exactitude de la méthode actuelle d'identification est étudiée par les disques réels sous l'observation limitée dans un bâtiment base-d'isolement. [article] Stiffness-Damping Simultaneous Identification Under Limited Observation = Rigidité-Atténuation de l'Identification Simultanée Sous l'Observation Limitée [texte imprimé] / Nakamura, Mitsuru, Auteur ; takewaki, Izuru, Auteur . - 1027-1035 p. Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1027-1035 p. Mots-clés : Damping  Stiffness  Base  isolation  Buildings  Rigidité  Fondation  à  cisaillement  Disques  aléatoires  Atténuation  visqueux  Accélérations  horizontaux  aléatoires  Bâtiments  Amortissement  Amortissement  matérielle  Structure  numérique  Structure  modèle  Bruits  Vent  Iso Index. décimale : 624/621.34 Résumé : A More reliable and stable method, compared to the previous one developed by the present writers, of stiffness-damping simultaneous identification of shear-type building structures is proposed using stationary random records under limited observation. It is shown that when stationary random horizontal acelerations are recorded at the floors just above and below a specific story in a shear building model, the story stiffness and the damping ratio can be identified uniquely. The Viscous damping coefficient and the material damping ratio can also be identified simultaneously in a numerical model structure. It is also shown that unfavorable effects by extraneous noises, including measurement noises, due to wind excitation, building facilities, and the motion of the occupants can be eliminated partially by using the present method. The Accuracy of the present identification method is investigated through the actual records under limited observation in a base-isolated building. On propose une méthode plus fiable et plus stable, comparée à la précédente développée par les auteurs actuels, de l'identification simultanée d'rigidité-atténuation des fondations à cisaillement en utilisant les disques aléatoires stationnaires sous l'observation limitée. On lui montre que quand des acelerations horizontaux aléatoires stationnaires sont enregistrés aux planchers juste au-dessus et au-dessous d'une histoire spécifique dans un modèle de bâtiment de cisaillement, la rigidité d'histoire et la constante d'amortissement peut être identifiée uniquement. Le coefficient d'atténuation visqueux et la constante d'amortissement matérielle peuvent également être identifiés simultanément dans une structure modèle numérique. On lui montre également qu'on peut éliminer partiellement des effets défavorables par des bruits étrangers, y compris des bruits de mesure, dus à l'excitation de vent, aux équipements de construction, et au mouvement des occupants en employant la méthode actuelle. L'exactitude de la méthode actuelle d'identification est étudiée par les disques réels sous l'observation limitée dans un bâtiment base-d'isolement.