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in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 163 - 183 p.
Titre : Spherical sliding isolation bearings with adaptive behavior: Theory Type de document : texte imprimé Auteurs : Fenz, Daniel M., Auteur ; Constantinou, Michael C., Auteur Article en page(s) : 163 - 183 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Adaptive seismic Isolation system Triple Friction Pendulum bearing seismic Isolation Système séismique Adaptatif d'isolement Frottement triple Roulement de pendule Isolement séismique Index. décimale : 624.151 Résumé : The principles of operation and force-displacement relationships of three novel spherical sliding isolation bearings are developed in this paper. These bearings are completely passive devices, yet exhibit adaptive stiffness and adaptive damping. That is, the stiffness and damping change to predictable values at calculable and controllable displacement amplitudes. The primary benefit of adaptive behavior is that a given isolation system can be separately optimized for multiple performance objectives and/or multiple levels of ground shaking. With the devices presented here, this is accomplished using technology that is inherently no more complex than what is currently used by the civil engineering profession. The internal construction consists of various concave surfaces and behavior is dictated by the different combinations of surfaces upon which sliding can occur over the course of motion. As the surfaces upon which sliding occurs change, the stiffness and effective friction change accordingly. A methodology is presented for determining which surfaces are active at any given time based on the effective radius of curvature, coefficient of friction and displacement capacity of each sliding surface. The force-displacement relationships and relevant parameters of interest are subsequently derived based on the first principles.
Les Principes de fonctionnement des rapports et de force-déplacement de trois roulements coulissants sphériques d'isolement sont développés. Ces roulements sont les dispositifs complètement passifs, pourtant montrent la rigidité adaptative et l'atténuation adaptative. C'est-à-dire, la rigidité et le changement d'atténuation aux valeurs prévisibles aux amplitudes calculables et contrôlables de déplacement. L'avantage primaire du comportement adaptatif est qu'un système donné d'isolement peut être séparément optimisé pour des objectifs multiples d'exécution et/ou des niveaux multiples de la secousse au sol. Avec les dispositifs a présenté ici, ceci est accompli en utilisant la technologie qui est en soi plus complexe que ce qui est actuellement employé par la profession de génie civil. La construction interne se compose de diverses surfaces concaves et le comportement est dicté par les différentes combinaisons des surfaces sur lesquelles le glissement peut se produire au-dessus du cours du mouvement. Comme les surfaces sur lesquelles le glissement se produit changement, la rigidité et changement efficace de frottement en conséquence. Une méthodologie est présentée pour déterminer quelles surfaces sont en activité à n'importe quelle heure donnée basée sur le rayon efficace de courbure, le coefficient de frottement et la capacité de déplacement de chaque surface de glissement. Les rapports de force-déplacement et les paramètres appropriés d'intérêt sont plus tard dérivés basés sur les premiers principes.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Tremblement de terre En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal [article] Spherical sliding isolation bearings with adaptive behavior: Theory [texte imprimé] / Fenz, Daniel M., Auteur ; Constantinou, Michael C., Auteur . - 163 - 183 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 163 - 183 p.
Mots-clés : Adaptive seismic Isolation system Triple Friction Pendulum bearing seismic Isolation Système séismique Adaptatif d'isolement Frottement triple Roulement de pendule Isolement séismique Index. décimale : 624.151 Résumé : The principles of operation and force-displacement relationships of three novel spherical sliding isolation bearings are developed in this paper. These bearings are completely passive devices, yet exhibit adaptive stiffness and adaptive damping. That is, the stiffness and damping change to predictable values at calculable and controllable displacement amplitudes. The primary benefit of adaptive behavior is that a given isolation system can be separately optimized for multiple performance objectives and/or multiple levels of ground shaking. With the devices presented here, this is accomplished using technology that is inherently no more complex than what is currently used by the civil engineering profession. The internal construction consists of various concave surfaces and behavior is dictated by the different combinations of surfaces upon which sliding can occur over the course of motion. As the surfaces upon which sliding occurs change, the stiffness and effective friction change accordingly. A methodology is presented for determining which surfaces are active at any given time based on the effective radius of curvature, coefficient of friction and displacement capacity of each sliding surface. The force-displacement relationships and relevant parameters of interest are subsequently derived based on the first principles.
Les Principes de fonctionnement des rapports et de force-déplacement de trois roulements coulissants sphériques d'isolement sont développés. Ces roulements sont les dispositifs complètement passifs, pourtant montrent la rigidité adaptative et l'atténuation adaptative. C'est-à-dire, la rigidité et le changement d'atténuation aux valeurs prévisibles aux amplitudes calculables et contrôlables de déplacement. L'avantage primaire du comportement adaptatif est qu'un système donné d'isolement peut être séparément optimisé pour des objectifs multiples d'exécution et/ou des niveaux multiples de la secousse au sol. Avec les dispositifs a présenté ici, ceci est accompli en utilisant la technologie qui est en soi plus complexe que ce qui est actuellement employé par la profession de génie civil. La construction interne se compose de diverses surfaces concaves et le comportement est dicté par les différentes combinaisons des surfaces sur lesquelles le glissement peut se produire au-dessus du cours du mouvement. Comme les surfaces sur lesquelles le glissement se produit changement, la rigidité et changement efficace de frottement en conséquence. Une méthodologie est présentée pour déterminer quelles surfaces sont en activité à n'importe quelle heure donnée basée sur le rayon efficace de courbure, le coefficient de frottement et la capacité de déplacement de chaque surface de glissement. Les rapports de force-déplacement et les paramètres appropriés d'intérêt sont plus tard dérivés basés sur les premiers principes.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Tremblement de terre En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 185 - 205 p.
Titre : Spherical sliding isolation bearings with adaptive behavior: Experimental verification Type de document : texte imprimé Auteurs : Fenz, Daniel M., Auteur ; Constantinou, Michael C., Auteur Article en page(s) : 185 - 205 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Adaptive seismic Isolation system Friction pendulum bearing Bearing testing Système séismique adaptatif d'isolement Roulement de pendule de frottement Essai Index. décimale : 624.151 Résumé : This paper describes an experimental program to examine the force-displacement behavior of a class of multi-spherical sliding bearings. The primary goal of the experiments is to test the validity of the theory developed in a companion paper that describes the behavior of these devices. Experimental work consisted of testing the three primary variations of these bearings in several configurations of different friction and displacement capacities. Most tests were carried out at slow speeds; however, some testing was also conducted at high speed (up to approximately 400 mm/s) to examine the behavior under dynamic conditions. The results of experimental testing were generally found to be in very good agreement with the analytical results. It is shown that the forces and displacements at which transitions in stiffness occur are predictable and therefore controllable in design. Furthermore, the underlying principles of operation were confirmed by the fact that starting and stopping of sliding on the different surfaces occurred as expected from theory.
Cet article décrit un programme expérimental pour examiner le comportement de force-déplacement d'une classe des roulements coulissants multi-sphériques. Le but primaire des expériences est d'examiner la validité de la théorie développée dans un article de compagnon qui décrit le comportement de ces dispositifs. Le travail expérimental se compose de trois variations primaires et ces roulements dans plusieurs configurations de différentes capacités de frottement et de déplacement. La plupart des essais ont été effectués aux vitesses réduites ; cependant, une partie examinant a été également conduite à la grande vitesse (jusqu'à approximativement 400 mm/s) pour examiner le comportement dans des conditions dynamiques. Les résultats de l'essai expérimental se sont généralement avérés dans la concordance très bonne avec les résultats analytiques. On lui montre que les forces et les déplacements auxquels les transitions dans la rigidité se produisent sont prévisibles et donc contrôlable dans la conception. En outre, les principes de fonctionnement fondamentaux ont été confirmés par le fait que le glissement sur les différentes surfaces se sont produits comme prévu de la théorie.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Tremblement de terre En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal [article] Spherical sliding isolation bearings with adaptive behavior: Experimental verification [texte imprimé] / Fenz, Daniel M., Auteur ; Constantinou, Michael C., Auteur . - 185 - 205 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 185 - 205 p.
Mots-clés : Adaptive seismic Isolation system Friction pendulum bearing Bearing testing Système séismique adaptatif d'isolement Roulement de pendule de frottement Essai Index. décimale : 624.151 Résumé : This paper describes an experimental program to examine the force-displacement behavior of a class of multi-spherical sliding bearings. The primary goal of the experiments is to test the validity of the theory developed in a companion paper that describes the behavior of these devices. Experimental work consisted of testing the three primary variations of these bearings in several configurations of different friction and displacement capacities. Most tests were carried out at slow speeds; however, some testing was also conducted at high speed (up to approximately 400 mm/s) to examine the behavior under dynamic conditions. The results of experimental testing were generally found to be in very good agreement with the analytical results. It is shown that the forces and displacements at which transitions in stiffness occur are predictable and therefore controllable in design. Furthermore, the underlying principles of operation were confirmed by the fact that starting and stopping of sliding on the different surfaces occurred as expected from theory.
Cet article décrit un programme expérimental pour examiner le comportement de force-déplacement d'une classe des roulements coulissants multi-sphériques. Le but primaire des expériences est d'examiner la validité de la théorie développée dans un article de compagnon qui décrit le comportement de ces dispositifs. Le travail expérimental se compose de trois variations primaires et ces roulements dans plusieurs configurations de différentes capacités de frottement et de déplacement. La plupart des essais ont été effectués aux vitesses réduites ; cependant, une partie examinant a été également conduite à la grande vitesse (jusqu'à approximativement 400 mm/s) pour examiner le comportement dans des conditions dynamiques. Les résultats de l'essai expérimental se sont généralement avérés dans la concordance très bonne avec les résultats analytiques. On lui montre que les forces et les déplacements auxquels les transitions dans la rigidité se produisent sont prévisibles et donc contrôlable dans la conception. En outre, les principes de fonctionnement fondamentaux ont été confirmés par le fait que le glissement sur les différentes surfaces se sont produits comme prévu de la théorie.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Tremblement de terre En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 207 - 223 p.
Titre : Spectral analysis and design approach for high force-to-volume extrusion damper-based structural energy dissipation Type de document : texte imprimé Auteurs : Rodgers, W. Geoffrey, Auteur ; Mander, John B., Auteur ; Chase, J. Geoffrey, Auteur ; Dhakal, Rajesh P., Auteur ; Leach, Nicholas C., Auteur ; Denmead, Caleb S., Auteur Article en page(s) : 207 - 223 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Lead dampers Structural design Response spectra Seismic response Designequation Reduction factors Amortisseurs de fil Conception Spectres de réponse Réponse séismique Equation de conception Facteurs de réduction Index. décimale : 624.151 Résumé : High force-to-volume extrusion damping devices can offer significant energy dissipation directly in structural connections and significantly reduce seismic response. Realistic force levels up to 400 kN have been obtained experimentally validating this overall concept. This paper develops spectral-based design equations for their application. Response spectra analysis for multiple, probabilistically scaled earthquake suites are used to delineate the response reductions due to added extrusion damping. Representative statistics and damping reduction factors are utilized to characterize the modified response in a form suitable for current performance-based design methods. Multiple equation regression analysis is used to characterize reduction factors in the constant acceleration, constant velocity, and constant displacement regions of the response spectra.
With peak device forces of 10% of structural weight, peak damping reduction factors in the constant displacement region of the spectra are approximately 6.5 ×, 4.0 ×, and 2.8 × for the low, medium, and high suites, respectively. At T = 1 s, these values are approximately 3.6 ×, 1.8 ×, and 1.4 ×, respectively. The maximum systematic bias introduced by using empirical equations to approximate damping reduction factors in design analyses is within the range of +10 to -20%. The seismic demand spectrum approach is shown to be conservative across a majority of the spectrum, except for large added damping between T = 0.8 and 3.5 s, where it slightly underestimates the demand up to a maximum of approximately 10%. Overall, the analysis shows that these devices have significant potential to reduce seismic response and damage at validated prototype device force levels.
La haute extrusion de force-à-volume atténuant des dispositifs peut offrir la dissipation significative d'énergie directement dans les raccordements structuraux et de manière significative réduire la réponse séismique. La force réaliste nivelle jusqu'à 400 que le kN ont été obtenus validant expérimentalement ce concept global. Cet article développe des équations spectral-basées de conception pour leur application. L'analyse du spectre de réponse pour les suites multiples et probabilistiques mesurées de tremblement de terre sont employées pour tracer les réductions de réponse dues à l'atténuation supplémentaire d'extrusion. Des statistiques représentatives et l'atténuation des facteurs de réduction sont utilisées pour caractériser la réponse modifiée sous une forme appropriée aux méthodes de conception exécution-basées courantes. L'analyse multiple de régression d'équation est employée pour caractériser des facteurs de réduction dans l'accélération constante, la vitesse constante, et les régions constantes de déplacement des spectres de réponse. Avec les forces maximales de dispositif de 10% de poids structural, la crête atténuant des facteurs de réduction dans la région constante de déplacement des spectres sont approximativement le × 6.5 le ×, 4.0, et le × 2.8 pour les basses, moyennes, et hautes suites, respectivement. À T = 1 s, ces valeurs sont approximativement le × 3.6 le ×, 1.8, et le × 1.4, respectivement. La polarisation systématique maximum présentée en employant des équations empiriques pour rapprocher atténuer des facteurs de réduction dans des analyses de conception est dans la marge de +10 à -20%. L'approche séismique de spectre de demande s'avère conservatrice à travers une majorité du spectre, excepté la grande atténuation supplémentaire entre T = 0.8 et 3.5 s, où elle sous-estime légèrement la demande jusqu'à un maximum approximativement de 10%. De façon générale, l'analyse prouve que ces dispositifs ont le potentiel significatif de réduire la réponse et les dommages séismiques aux niveaux validés de force de dispositif de prototype.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Amortisseur -- Tremblement de terre En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal [article] Spectral analysis and design approach for high force-to-volume extrusion damper-based structural energy dissipation [texte imprimé] / Rodgers, W. Geoffrey, Auteur ; Mander, John B., Auteur ; Chase, J. Geoffrey, Auteur ; Dhakal, Rajesh P., Auteur ; Leach, Nicholas C., Auteur ; Denmead, Caleb S., Auteur . - 207 - 223 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 207 - 223 p.
Mots-clés : Lead dampers Structural design Response spectra Seismic response Designequation Reduction factors Amortisseurs de fil Conception Spectres de réponse Réponse séismique Equation de conception Facteurs de réduction Index. décimale : 624.151 Résumé : High force-to-volume extrusion damping devices can offer significant energy dissipation directly in structural connections and significantly reduce seismic response. Realistic force levels up to 400 kN have been obtained experimentally validating this overall concept. This paper develops spectral-based design equations for their application. Response spectra analysis for multiple, probabilistically scaled earthquake suites are used to delineate the response reductions due to added extrusion damping. Representative statistics and damping reduction factors are utilized to characterize the modified response in a form suitable for current performance-based design methods. Multiple equation regression analysis is used to characterize reduction factors in the constant acceleration, constant velocity, and constant displacement regions of the response spectra.
With peak device forces of 10% of structural weight, peak damping reduction factors in the constant displacement region of the spectra are approximately 6.5 ×, 4.0 ×, and 2.8 × for the low, medium, and high suites, respectively. At T = 1 s, these values are approximately 3.6 ×, 1.8 ×, and 1.4 ×, respectively. The maximum systematic bias introduced by using empirical equations to approximate damping reduction factors in design analyses is within the range of +10 to -20%. The seismic demand spectrum approach is shown to be conservative across a majority of the spectrum, except for large added damping between T = 0.8 and 3.5 s, where it slightly underestimates the demand up to a maximum of approximately 10%. Overall, the analysis shows that these devices have significant potential to reduce seismic response and damage at validated prototype device force levels.
La haute extrusion de force-à-volume atténuant des dispositifs peut offrir la dissipation significative d'énergie directement dans les raccordements structuraux et de manière significative réduire la réponse séismique. La force réaliste nivelle jusqu'à 400 que le kN ont été obtenus validant expérimentalement ce concept global. Cet article développe des équations spectral-basées de conception pour leur application. L'analyse du spectre de réponse pour les suites multiples et probabilistiques mesurées de tremblement de terre sont employées pour tracer les réductions de réponse dues à l'atténuation supplémentaire d'extrusion. Des statistiques représentatives et l'atténuation des facteurs de réduction sont utilisées pour caractériser la réponse modifiée sous une forme appropriée aux méthodes de conception exécution-basées courantes. L'analyse multiple de régression d'équation est employée pour caractériser des facteurs de réduction dans l'accélération constante, la vitesse constante, et les régions constantes de déplacement des spectres de réponse. Avec les forces maximales de dispositif de 10% de poids structural, la crête atténuant des facteurs de réduction dans la région constante de déplacement des spectres sont approximativement le × 6.5 le ×, 4.0, et le × 2.8 pour les basses, moyennes, et hautes suites, respectivement. À T = 1 s, ces valeurs sont approximativement le × 3.6 le ×, 1.8, et le × 1.4, respectivement. La polarisation systématique maximum présentée en employant des équations empiriques pour rapprocher atténuer des facteurs de réduction dans des analyses de conception est dans la marge de +10 à -20%. L'approche séismique de spectre de demande s'avère conservatrice à travers une majorité du spectre, excepté la grande atténuation supplémentaire entre T = 0.8 et 3.5 s, où elle sous-estime légèrement la demande jusqu'à un maximum approximativement de 10%. De façon générale, l'analyse prouve que ces dispositifs ont le potentiel significatif de réduire la réponse et les dommages séismiques aux niveaux validés de force de dispositif de prototype.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Amortisseur -- Tremblement de terre En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 225 - 242 p.
Titre : Experimental investigation on a base isolation system incorporating steel-Teflon sliders and pressurized fluid viscous spring dampers Type de document : texte imprimé Auteurs : Sorace, Stefano, Auteur ; Terenzi, Gloria, Auteur ; Magonette, Georges, Auteur ; Molina, Francisco J., Auteur Article en page(s) : 225 - 242 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Seismic protection Base isolation Supplemental damping Sliding bearings Fluid viscous devices Cyclic tests Pseudodynamic tests Protection séismique Isolement bas Atténuation supplémentaire Glissement des roulements Dispositifs visqueux liquides Essais cycliques Essais pseudodynamiques Substructure Index. décimale : 624.151 Résumé : An experimental investigation on a base isolation system incorporating stainless steel-Teflon bearings as sliders, and pressurized fluid viscous spring dampers, is presented in this paper. In the system examined, dampers are connected to the base floor of an isolated building to provide the desired passive control of response in the superstructure, as well as to guarantee that it re-centres completely after the termination of a seismic action. Two types of experiments were conducted: sinusoidal and random cyclic tests, and a pseudodynamic test in substructured configuration. The cyclic tests were aimed at characterizing what follows: the hysteretic and strain-rate-dependent response of the considered highly non-linear spring dampers; the normal pressure- and strain-rate-dependent frictional behaviour of steel-Teflon bearings, manufactured in compliance with the latest standards for this class of sliders; and the combined response of their assembly. The pseudodynamic test simulated the installation of the protection system at the base of a 2:3-scale three-storey steel frame structure, already tested in unprotected conditions by an earlier experimental campaign. Among other findings, the results of the performed tests, as well as of relevant mechanical interpretation and numerical simulation analyses, confirmed the linear additive combination of the dissipative actions of spring dampers and sliders in this mixed installation, and the high protective performance of the considered base isolation/supplemental damping system in a realistic earthquake simulation.
Une recherche expérimentale sur un système bas d'isolement incorporant les roulements inoxidables d'acier-Teflon comme glisseurs, et des amortisseurs visqueux liquides pressurisés de ressort, est présentée en cet article. Dans le système examiné, des amortisseurs sont reliés au plancher bas d'un bâtiment d'isolement pour fournir la commande passive désirée de la réponse dans la superstructure, aussi bien que pour garantir qu'elle recentrent complètement après l'arrêt d'une action séismique. Deux types d'expériences ont été conduits : les essais cycliques sinusoïdaux et aléatoires, et un essai pseudodynamique substructural dans la configuration. Les essais cycliques ont été visés caractérisant ce qui suit : la réponse par hystérésis et contrainte-taux-dépendante des amortisseurs fortement non linéaires considérés de ressort ; le comportement contrainte-taux-dépendant de pression et de friction normal des roulements d'acier-Teflon, construit conformément aux dernières normes pour cette classe des glisseurs ; et la réponse combinée de leur assemblée. L'essai pseudodynamique a simulé l'installation du système de protection à la base d'une structure en acier à trois niveaux de l'armature 2:3-scale, déjà examinée en conditions non protégées par une première campagne expérimentale. Entre d'autres résultats, les résultats des essais réalisés, aussi bien que de l'interprétation mécanique appropriée et les analyses numériques de simulation, ont confirmé la combinaison additive linéaire des actions dispersives des amortisseurs et des glisseurs de ressort dans cette installation mélangée, et l'exécution protectrice élevée de la base considérée isolation/supplemental atténuant le système dans une simulation réaliste de tremblement de terre.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Atténuation -- Tremblement de terre En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal [article] Experimental investigation on a base isolation system incorporating steel-Teflon sliders and pressurized fluid viscous spring dampers [texte imprimé] / Sorace, Stefano, Auteur ; Terenzi, Gloria, Auteur ; Magonette, Georges, Auteur ; Molina, Francisco J., Auteur . - 225 - 242 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 225 - 242 p.
Mots-clés : Seismic protection Base isolation Supplemental damping Sliding bearings Fluid viscous devices Cyclic tests Pseudodynamic tests Protection séismique Isolement bas Atténuation supplémentaire Glissement des roulements Dispositifs visqueux liquides Essais cycliques Essais pseudodynamiques Substructure Index. décimale : 624.151 Résumé : An experimental investigation on a base isolation system incorporating stainless steel-Teflon bearings as sliders, and pressurized fluid viscous spring dampers, is presented in this paper. In the system examined, dampers are connected to the base floor of an isolated building to provide the desired passive control of response in the superstructure, as well as to guarantee that it re-centres completely after the termination of a seismic action. Two types of experiments were conducted: sinusoidal and random cyclic tests, and a pseudodynamic test in substructured configuration. The cyclic tests were aimed at characterizing what follows: the hysteretic and strain-rate-dependent response of the considered highly non-linear spring dampers; the normal pressure- and strain-rate-dependent frictional behaviour of steel-Teflon bearings, manufactured in compliance with the latest standards for this class of sliders; and the combined response of their assembly. The pseudodynamic test simulated the installation of the protection system at the base of a 2:3-scale three-storey steel frame structure, already tested in unprotected conditions by an earlier experimental campaign. Among other findings, the results of the performed tests, as well as of relevant mechanical interpretation and numerical simulation analyses, confirmed the linear additive combination of the dissipative actions of spring dampers and sliders in this mixed installation, and the high protective performance of the considered base isolation/supplemental damping system in a realistic earthquake simulation.
Une recherche expérimentale sur un système bas d'isolement incorporant les roulements inoxidables d'acier-Teflon comme glisseurs, et des amortisseurs visqueux liquides pressurisés de ressort, est présentée en cet article. Dans le système examiné, des amortisseurs sont reliés au plancher bas d'un bâtiment d'isolement pour fournir la commande passive désirée de la réponse dans la superstructure, aussi bien que pour garantir qu'elle recentrent complètement après l'arrêt d'une action séismique. Deux types d'expériences ont été conduits : les essais cycliques sinusoïdaux et aléatoires, et un essai pseudodynamique substructural dans la configuration. Les essais cycliques ont été visés caractérisant ce qui suit : la réponse par hystérésis et contrainte-taux-dépendante des amortisseurs fortement non linéaires considérés de ressort ; le comportement contrainte-taux-dépendant de pression et de friction normal des roulements d'acier-Teflon, construit conformément aux dernières normes pour cette classe des glisseurs ; et la réponse combinée de leur assemblée. L'essai pseudodynamique a simulé l'installation du système de protection à la base d'une structure en acier à trois niveaux de l'armature 2:3-scale, déjà examinée en conditions non protégées par une première campagne expérimentale. Entre d'autres résultats, les résultats des essais réalisés, aussi bien que de l'interprétation mécanique appropriée et les analyses numériques de simulation, ont confirmé la combinaison additive linéaire des actions dispersives des amortisseurs et des glisseurs de ressort dans cette installation mélangée, et l'exécution protectrice élevée de la base considérée isolation/supplemental atténuant le système dans une simulation réaliste de tremblement de terre.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Atténuation -- Tremblement de terre En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 243 - 264 p.
Titre : Experimental characterization, modeling and identification of the NEES-UCSD shake table mechanical system Type de document : texte imprimé Auteurs : Ozcelik, O., Auteur ; Restrepo, J. I., Auteur ; Trombetti, T. L., Auteur ; Conte, J. P., Auteur ; Luco, J. E., Auteur Article en page(s) : 243 - 264 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Shake table Dynamics Modeling Tableaux de secousse Dynamique Modélisation Index. décimale : 624.151 Résumé : This paper proposes a simple conceptual mathematical model for the mechanical components of the NEES-UCSD large high-performance outdoor shaking table and focuses on the identification of the parameters of the model by using an extensive set of experimental data. An identification approach based on the measured hysteresis response is used to determine the fundamental model parameters including the effective horizontal mass, effective horizontal stiffness of the table, and the coefficients of the classical Coulomb friction and viscous damping elements representing the various dissipative forces in the system. The effectiveness of the proposed conceptual model is verified through a comparison of analytical predictions with experimental results for various tests conducted on the system. The resulting mathematical model will be used in future studies to model the mechanical components of the shake table in a comprehensive physics-based model of the entire mechanical, hydraulic, and electronic system.
Cet article propose un modèle mathématique conceptuel simple pour les composants mécaniques de la grande table de secousse extérieure à rendement élevé et des foyers de NEES-UCSD sur l'identification des paramètres du modèle en employant un ensemble étendu de données expérimentales. Une approche d'identification basée sur la réponse mesurée d'hystérésis est employée pour déterminer les paramètres modèles fondamentaux comprenant la masse horizontale efficace, la rigidité horizontale efficace de la table, et les coefficients du frottement classique de coulomb et des éléments d'atténuation visqueux représentant les diverses forces dispersives dans le système. L'efficacité du modèle conceptuel proposé est vérifiée par une comparaison des prévisions analytiques avec des résultats expérimentaux pour différents essais effectués sur le système. Le modèle mathématique résultant sera employé dans de futures études pour modeler les composants mécaniques de la table de secousse dans un modèle physique-basé complet du système mécanique, hydraulique, et électronique entier.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Secousse -- Modélisation En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal [article] Experimental characterization, modeling and identification of the NEES-UCSD shake table mechanical system [texte imprimé] / Ozcelik, O., Auteur ; Restrepo, J. I., Auteur ; Trombetti, T. L., Auteur ; Conte, J. P., Auteur ; Luco, J. E., Auteur . - 243 - 264 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 243 - 264 p.
Mots-clés : Shake table Dynamics Modeling Tableaux de secousse Dynamique Modélisation Index. décimale : 624.151 Résumé : This paper proposes a simple conceptual mathematical model for the mechanical components of the NEES-UCSD large high-performance outdoor shaking table and focuses on the identification of the parameters of the model by using an extensive set of experimental data. An identification approach based on the measured hysteresis response is used to determine the fundamental model parameters including the effective horizontal mass, effective horizontal stiffness of the table, and the coefficients of the classical Coulomb friction and viscous damping elements representing the various dissipative forces in the system. The effectiveness of the proposed conceptual model is verified through a comparison of analytical predictions with experimental results for various tests conducted on the system. The resulting mathematical model will be used in future studies to model the mechanical components of the shake table in a comprehensive physics-based model of the entire mechanical, hydraulic, and electronic system.
Cet article propose un modèle mathématique conceptuel simple pour les composants mécaniques de la grande table de secousse extérieure à rendement élevé et des foyers de NEES-UCSD sur l'identification des paramètres du modèle en employant un ensemble étendu de données expérimentales. Une approche d'identification basée sur la réponse mesurée d'hystérésis est employée pour déterminer les paramètres modèles fondamentaux comprenant la masse horizontale efficace, la rigidité horizontale efficace de la table, et les coefficients du frottement classique de coulomb et des éléments d'atténuation visqueux représentant les diverses forces dispersives dans le système. L'efficacité du modèle conceptuel proposé est vérifiée par une comparaison des prévisions analytiques avec des résultats expérimentaux pour différents essais effectués sur le système. Le modèle mathématique résultant sera employé dans de futures études pour modeler les composants mécaniques de la table de secousse dans un modèle physique-basé complet du système mécanique, hydraulique, et électronique entier.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Secousse -- Modélisation En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 265 - 282 p.
Titre : Numerical characteristics of peer-to-peer (P2P) internet online hybrid test system and its application to seismic simulation of SRC structure Type de document : texte imprimé Auteurs : Wang, Tao, Auteur ; Yoshitake, Nobuya, Auteur ; Pan, Peng, Auteur ; Lee, Tae-Hyung, Auteur ; Nakashima, Masayoshi, Auteur Article en page(s) : 265 - 282 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : P2P Internet online hybrid test stability Finite element method Steel-encased reinforced concrete (SRC Quasi-static loading Chargement quasistatique Essai hybride en ligne d'Internet de P2P Stabilité Méthode d'élément finie Béton armé Acier-emballé (SRC) Index. décimale : 624.151 Résumé : The peer-to-peer (P2P) Internet online hybrid test system has been developed for the seismic simulation of a structure. In this study, the stability and accuracy of the system are investigated analytically by studying the spectral radius of the recursive matrix of the test scheme featuring a two-round quasi-Newton test scheme. The applicability of the system is further examined by exploring the seismic responses of a complex structure, a steel-encased reinforced concrete (SRC) structure with a steel tower on the top. The structure is divided into two numerical substructures and one tested part for hybrid test. The numerical substructures are simulated by sophisticated finite element method (FEM) models with material nonlinearities to capture local plastifications. Two types of FEM programs, namely OpenSEES and ABAQUS, which are suitable for the SRC part and the steel tower, respectively, are employed. The results demonstrate that the P2P system is able to simulate complex structures with significant nonlinearities. As compared with the previous study in which two elastic numerical substructures were considered, increase in the number of iterations in this study is not significant, because the associated nonlinearities are limited due to the small time interval adopted in the test.
Le système hybride en ligne d'essai d'Internet du pair-à-pair (P2P) a été développé pour la simulation séismique d'une structure. Dans cette étude, la stabilité et l'exactitude du système sont étudiées analytiquement en étudiant le rayon spectral de la matrice récursive de l'arrangement d'essai comportant un arrangement quasi-newtonien deux-rond d'essai. L'applicabilité du système plus plus loin est examinée en explorant les réponses séismiques d'une structure complexe, une structure (SRC) en béton renforcée acier-emballée avec une tour en acier sur le dessus. La structure est divisée en deux sous-structures numériques et une part examinée pour l'essai hybride. Les sous-structures numériques sont simulées par les modèles sophistiqués de la méthode d'élément fini (FEM) avec des non-linéarités matérielles pour capturer des plastifications locaux. Deux types de programmes de FEM, à savoir OpenSEES et ABAQUS, qui conviennent à la pièce de SRC et à la tour en acier, respectivement, sont utilisés. Les résultats démontrent que le système de P2P peut simuler les structures complexes avec des non-linéarités significatives. Par rapport à l'étude précédente dans laquelle deux sous-structures numériques élastiques ont été considérées, l'augmentation du nombre d'itérations dans cette étude n'est pas significative, parce que les non-linéarités associées sont dues limité au petit intervalle de temps adopté dans l'essai.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Elément fini -- Béton armé -- Acier En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal [article] Numerical characteristics of peer-to-peer (P2P) internet online hybrid test system and its application to seismic simulation of SRC structure [texte imprimé] / Wang, Tao, Auteur ; Yoshitake, Nobuya, Auteur ; Pan, Peng, Auteur ; Lee, Tae-Hyung, Auteur ; Nakashima, Masayoshi, Auteur . - 265 - 282 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 265 - 282 p.
Mots-clés : P2P Internet online hybrid test stability Finite element method Steel-encased reinforced concrete (SRC Quasi-static loading Chargement quasistatique Essai hybride en ligne d'Internet de P2P Stabilité Méthode d'élément finie Béton armé Acier-emballé (SRC) Index. décimale : 624.151 Résumé : The peer-to-peer (P2P) Internet online hybrid test system has been developed for the seismic simulation of a structure. In this study, the stability and accuracy of the system are investigated analytically by studying the spectral radius of the recursive matrix of the test scheme featuring a two-round quasi-Newton test scheme. The applicability of the system is further examined by exploring the seismic responses of a complex structure, a steel-encased reinforced concrete (SRC) structure with a steel tower on the top. The structure is divided into two numerical substructures and one tested part for hybrid test. The numerical substructures are simulated by sophisticated finite element method (FEM) models with material nonlinearities to capture local plastifications. Two types of FEM programs, namely OpenSEES and ABAQUS, which are suitable for the SRC part and the steel tower, respectively, are employed. The results demonstrate that the P2P system is able to simulate complex structures with significant nonlinearities. As compared with the previous study in which two elastic numerical substructures were considered, increase in the number of iterations in this study is not significant, because the associated nonlinearities are limited due to the small time interval adopted in the test.
Le système hybride en ligne d'essai d'Internet du pair-à-pair (P2P) a été développé pour la simulation séismique d'une structure. Dans cette étude, la stabilité et l'exactitude du système sont étudiées analytiquement en étudiant le rayon spectral de la matrice récursive de l'arrangement d'essai comportant un arrangement quasi-newtonien deux-rond d'essai. L'applicabilité du système plus plus loin est examinée en explorant les réponses séismiques d'une structure complexe, une structure (SRC) en béton renforcée acier-emballée avec une tour en acier sur le dessus. La structure est divisée en deux sous-structures numériques et une part examinée pour l'essai hybride. Les sous-structures numériques sont simulées par les modèles sophistiqués de la méthode d'élément fini (FEM) avec des non-linéarités matérielles pour capturer des plastifications locaux. Deux types de programmes de FEM, à savoir OpenSEES et ABAQUS, qui conviennent à la pièce de SRC et à la tour en acier, respectivement, sont utilisés. Les résultats démontrent que le système de P2P peut simuler les structures complexes avec des non-linéarités significatives. Par rapport à l'étude précédente dans laquelle deux sous-structures numériques élastiques ont été considérées, l'augmentation du nombre d'itérations dans cette étude n'est pas significative, parce que les non-linéarités associées sont dues limité au petit intervalle de temps adopté dans l'essai.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Elément fini -- Béton armé -- Acier En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 283 - 303 p.
Titre : Seismic isolation by rubber-soil mixtures for developing countries Type de document : texte imprimé Auteurs : Tsang, Hing-Ho, Auteur Article en page(s) : 283 - 303 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Seismic isolation Rubber Soil Developing countries Tire Damping Isolement séismique Caoutchouc Sol Pays en voie de développement Pneu Atténuation Index. décimale : 624.151 Résumé : This paper proposes a promising seismic isolation method particularly suitable for developing countries, which makes use of rubber-soil mixtures. Apart from reducing the level of shaking in the horizontal direction, the distinctive advantage of the proposed method is that it can also significantly reduce the shaking level of vertical ground motion, to which an increasing attention has been paid in the earthquake engineering community. On the other hand, the use of scrap tires as the rubber material can provide an alternative way to consume the huge stockpile of scrap tires all over the world. Moreover, the low cost of this proposed seismic protection scheme can greatly benefit those developing countries where resources and technology are not adequate for earthquake mitigation with well-developed, yet expensive, techniques. The proposed method has been demonstrated through a series of numerical simulations and a parametric study has also been carried out. Lastly, five important issues regarding the concept and feasibility have been discussed
Cet article propose une méthode séismique prometteuse d'isolement particulièrement appropriée aux pays en voie de développement, qui se sert des mélanges de caoutchouc-sol. Indépendamment de réduire le niveau de la secousse dans la direction horizontale, l'avantage distinctif de la méthode proposée est qu'il peut également de manière significative réduire le niveau de secousse du mouvement au sol vertical, auquel une attention croissante a été prêtée dans la communauté de technologie de tremblement de terre. D'autre part, l'utilisation de la chute fatigue pendant que le matériel en caoutchouc peut fournir une manière alternative de consommer la réserve énorme des pneus de chute partout dans le monde. D'ailleurs, à prix réduit de cet arrangement séismique proposé de protection peut considérablement bénéficier ces pays en voie de développement où les ressources et la technologie ne sont pas proportionnées pour la réduction de tremblement de terre avec bien développé, pourtant cher, techniques. La méthode proposée a été démontrée par une série de simulations numériques et une étude paramétrique a été également effectuée. Pour finir, cinq questions importantes concernant le concept et praticabilité ont été discutées.
DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Méthode sismique - Réfraction En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal [article] Seismic isolation by rubber-soil mixtures for developing countries [texte imprimé] / Tsang, Hing-Ho, Auteur . - 283 - 303 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 283 - 303 p.
Mots-clés : Seismic isolation Rubber Soil Developing countries Tire Damping Isolement séismique Caoutchouc Sol Pays en voie de développement Pneu Atténuation Index. décimale : 624.151 Résumé : This paper proposes a promising seismic isolation method particularly suitable for developing countries, which makes use of rubber-soil mixtures. Apart from reducing the level of shaking in the horizontal direction, the distinctive advantage of the proposed method is that it can also significantly reduce the shaking level of vertical ground motion, to which an increasing attention has been paid in the earthquake engineering community. On the other hand, the use of scrap tires as the rubber material can provide an alternative way to consume the huge stockpile of scrap tires all over the world. Moreover, the low cost of this proposed seismic protection scheme can greatly benefit those developing countries where resources and technology are not adequate for earthquake mitigation with well-developed, yet expensive, techniques. The proposed method has been demonstrated through a series of numerical simulations and a parametric study has also been carried out. Lastly, five important issues regarding the concept and feasibility have been discussed
Cet article propose une méthode séismique prometteuse d'isolement particulièrement appropriée aux pays en voie de développement, qui se sert des mélanges de caoutchouc-sol. Indépendamment de réduire le niveau de la secousse dans la direction horizontale, l'avantage distinctif de la méthode proposée est qu'il peut également de manière significative réduire le niveau de secousse du mouvement au sol vertical, auquel une attention croissante a été prêtée dans la communauté de technologie de tremblement de terre. D'autre part, l'utilisation de la chute fatigue pendant que le matériel en caoutchouc peut fournir une manière alternative de consommer la réserve énorme des pneus de chute partout dans le monde. D'ailleurs, à prix réduit de cet arrangement séismique proposé de protection peut considérablement bénéficier ces pays en voie de développement où les ressources et la technologie ne sont pas proportionnées pour la réduction de tremblement de terre avec bien développé, pourtant cher, techniques. La méthode proposée a été démontrée par une série de simulations numériques et une étude paramétrique a été également effectuée. Pour finir, cinq questions importantes concernant le concept et praticabilité ont été discutées.
DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Méthode sismique - Réfraction En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 305 - 328 p.
Titre : Seismic analysis of two-way asymmetric building systems under bi-directional seismic ground motions Type de document : texte imprimé Auteurs : Lin, Jui-Liang, Auteur ; Tsai, Keh-Chyuan, Auteur Article en page(s) : 305 - 328 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Asymmetric building Modal analysis Modal stick Torsional effect Bi-directional ground motions Eccentricity Bâtiment asymétrique Analyse modale Bâton modal Effet de torsion Mouvements au sol bi-directionnels Excentricité Index. décimale : 624.151 Résumé : An approximation approach of seismic analysis of two-way asymmetric building systems under bi-directional seismic ground motions is proposed. The procedures of uncoupled modal response history analysis (UMRHA) are extended to two-way asymmetric buildings simultaneously excited by two horizontal components of ground motion. Constructing the relationships of two-way base shears versus two-way roof translations and base torque versus roof rotation in ADRS format for a two-way asymmetric building, each modal pushover curve bifurcates into three curves in an inelastic state. A three-degree-of-freedom (3DOF) modal stick is developed to simulate the modal pushover curve with the stated bifurcating characteristic. It requires the calculation of the synthetic earthquake and angle . It is confirmed that the 3DOF modal stick is consistent with single-degree-of-freedom modal stick in an elastic state. A two-way asymmetric three-story building was analyzed by UMRHA procedure incorporating the proposed 3DOF modal sticks. The analytical results are compared with those obtained from nonlinear response history analysis. It is shown that the 3DOF modal sticks are more rational and effective in dealing with the assessment of two-way asymmetric building systems under two-directional seismic ground motions.
On propose une approche d'approximation de l'analyse séismique des systèmes asymétriques bi-directionnels de bâtiment sous des mouvements au sol séismiques bi-directionnels. Les procédures de l'analyse modale désaccouplée d'histoire de réponse (UMRHA) sont prolongées aux bâtiments asymétriques bi-directionnels simultanément passionnants par deux composants horizontaux de mouvement au sol. En construisant les rapports avec des cisaillements bas bi-directionnels contre des traductions bi-directionnelles de toit et du couple bas contre la rotation de toit dans ADRS composé pour un bâtiment asymétrique bi-directionnel, chaque courbe modale de facilité bifurque dans trois courbes dans un état non élastique. Un bâton modal de la trois-degré-de-liberté (3DOF) est développé pour simuler la courbe modale de facilité avec la caractéristique de bifurcation indiquée. Il exige le calcul du tremblement de terre et de l'angle synthétiques. On le confirme que le bâton 3DOF modal est conformé au bâton modal de simple-degré-de-liberté dans un état élastique. Un bâtiment asymétrique bi-directionnel d'trois-histoire a été analysé par le procédé d'UMRHA incorporant les bâtons 3DOF modaux proposés. Les résultats analytiques sont comparés à ceux obtenus à partir de l'analyse non-linéaire d'histoire de réponse. On lui montre que les bâtons 3DOF modaux sont plus raisonnables et efficaces en faisant face à l'évaluation des systèmes asymétriques bi-directionnels de bâtiment sous des mouvements au sol séismiques deux-directionnels.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Vibrations -- Analyse modale En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal [article] Seismic analysis of two-way asymmetric building systems under bi-directional seismic ground motions [texte imprimé] / Lin, Jui-Liang, Auteur ; Tsai, Keh-Chyuan, Auteur . - 305 - 328 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°2 (Fevrier 2008) . - 305 - 328 p.
Mots-clés : Asymmetric building Modal analysis Modal stick Torsional effect Bi-directional ground motions Eccentricity Bâtiment asymétrique Analyse modale Bâton modal Effet de torsion Mouvements au sol bi-directionnels Excentricité Index. décimale : 624.151 Résumé : An approximation approach of seismic analysis of two-way asymmetric building systems under bi-directional seismic ground motions is proposed. The procedures of uncoupled modal response history analysis (UMRHA) are extended to two-way asymmetric buildings simultaneously excited by two horizontal components of ground motion. Constructing the relationships of two-way base shears versus two-way roof translations and base torque versus roof rotation in ADRS format for a two-way asymmetric building, each modal pushover curve bifurcates into three curves in an inelastic state. A three-degree-of-freedom (3DOF) modal stick is developed to simulate the modal pushover curve with the stated bifurcating characteristic. It requires the calculation of the synthetic earthquake and angle . It is confirmed that the 3DOF modal stick is consistent with single-degree-of-freedom modal stick in an elastic state. A two-way asymmetric three-story building was analyzed by UMRHA procedure incorporating the proposed 3DOF modal sticks. The analytical results are compared with those obtained from nonlinear response history analysis. It is shown that the 3DOF modal sticks are more rational and effective in dealing with the assessment of two-way asymmetric building systems under two-directional seismic ground motions.
On propose une approche d'approximation de l'analyse séismique des systèmes asymétriques bi-directionnels de bâtiment sous des mouvements au sol séismiques bi-directionnels. Les procédures de l'analyse modale désaccouplée d'histoire de réponse (UMRHA) sont prolongées aux bâtiments asymétriques bi-directionnels simultanément passionnants par deux composants horizontaux de mouvement au sol. En construisant les rapports avec des cisaillements bas bi-directionnels contre des traductions bi-directionnelles de toit et du couple bas contre la rotation de toit dans ADRS composé pour un bâtiment asymétrique bi-directionnel, chaque courbe modale de facilité bifurque dans trois courbes dans un état non élastique. Un bâton modal de la trois-degré-de-liberté (3DOF) est développé pour simuler la courbe modale de facilité avec la caractéristique de bifurcation indiquée. Il exige le calcul du tremblement de terre et de l'angle synthétiques. On le confirme que le bâton 3DOF modal est conformé au bâton modal de simple-degré-de-liberté dans un état élastique. Un bâtiment asymétrique bi-directionnel d'trois-histoire a été analysé par le procédé d'UMRHA incorporant les bâtons 3DOF modaux proposés. Les résultats analytiques sont comparés à ceux obtenus à partir de l'analyse non-linéaire d'histoire de réponse. On lui montre que les bâtons 3DOF modaux sont plus raisonnables et efficaces en faisant face à l'évaluation des systèmes asymétriques bi-directionnels de bâtiment sous des mouvements au sol séismiques deux-directionnels.DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Vibrations -- Analyse modale En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/journal
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