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Does amplitude scaling of ground motion records result in biased nonlinear structural drift responses? / Nicolas Luco in Earthquake engineering structural dynamics, Vol. 36 N°13 (Novembre 2007) 

Public ISBD [article]  in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 36 N°13 (Novembre 2007) . - 1813-1835 p. Titre : Does amplitude scaling of ground motion records result in biased nonlinear structural drift responses? Type de document : texte imprimé Auteurs : Nicolas Luco, Auteur ; Paolo Bazzurro, Auteur Article en page(s) : 1813-1835 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : ground  motion  record  scaling  and  selection  nonlinear  dynamic  analysis  near-source  ground  motions  nonlinear  inelastic  seismic  drift  response  Mouvements  du  sol  Analyse  dynamique  non  linéaire Index. décimale : 624.151 Résumé : Limitations of the existing earthquake ground motion database lead to scaling of records to obtain seismograms consistent with a ground motion target for structural design and evaluation. In the engineering seismology community, acceptable limits for legitimate scaling vary from one (no scaling allowed) to 10 or more. The concerns expressed by detractors of scaling are mostly based on the knowledge of, for example, differences in ground motion characteristics for different earthquake magnitude-distance (Mw-Rclose) scenarios, and much less on their effects on structures. At the other end of the spectrum, proponents have demonstrated that scaling is not only legitimate but also useful for assessing structural response statistics for Mw-Rclose scenarios. Their studies, however, have not investigated more recent purposes of scaling and have not always drawn conclusions for a wide spectrum of structural vibration periods and strengths. This article investigates whether scaling of records randomly selected from an Mw-Rclose bin (or range) to a target fundamental-mode spectral acceleration (Sa) level introduces bias in the expected nonlinear structural drift response of both single-degree-of-freedom oscillators and one multi-degree-of-freedom building. The bias is quantified relative to unscaled records from the target Mw-Rclose bin that are naturally at the target Sa level. We consider scaling of records from the target Mw-Rclose bin and from other Mw-Rclose bins. The results demonstrate that scaling can indeed introduce a bias that, for the most part, can be explained by differences between the elastic response spectra of the scaled versus unscaled records. Limitations de l'actuelle base de données des mouvements de tremblement de terre à l'échelle d'enregistrements à obtenir sismogrammes compatible avec une cible pour des mouvements de la conception de la structure et de l'évaluation. Dans la communauté d'ingénierie sismologie, les limites acceptables pour la légitime varient d'une échelle (scaling pas autorisé) à 10 ou plus. Les préoccupations exprimées par les détracteurs de l'échelle sont pour la plupart fondées sur la connaissance, par exemple, des différences dans les caractéristiques des mouvements de tremblement de terre de magnitude pour différentes distances (Mw-Rclose) scénarios, et encore moins sur leurs effets sur les structures. À l'autre extrémité du spectre, les partisans ont démontré que l'élargissement n'est pas seulement légitime mais aussi utile pour évaluer les statistiques de réponse structurelle Mw Rclose scénarios. Leurs études, cependant, n'ont pas enquêté sur plus récents fins de l'échelle et n'ont pas toujours tiré des conclusions pour un large éventail de périodes et de vibrations structurelles forts. Cet article examine si l'extension de dossiers choisis au hasard à partir d'un Mw Rclose bin (ou fourchette) pour un objectif fondamental en mode accélération spectrale (Sa) niveau introduit un biais dans l'dérive structurelle attendue nonlinear réponse à la fois simple degré de liberté des oscillateurs et d'un multi degré De la liberté de construction. Le biais est quantifiée par rapport à unscaled enregistrements de la cible Mw Rclose bin qui sont naturellement à la cible Sa niveau. Nous considérons que l'élargissement des enregistrements de la cible Mw Rclose bin et d'autres Mw Rclose poubelles. Les résultats démontrent que l'élargissement peut introduire un biais en effet que, pour la plupart, peuvent s'expliquer par des différences entre les spectres de réponse élastique de la taille par rapport unscaled records. DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Séismes En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114282239/ABSTRACT [article] Does amplitude scaling of ground motion records result in biased nonlinear structural drift responses? [texte imprimé] / Nicolas Luco, Auteur ; Paolo Bazzurro, Auteur . - 1813-1835 p. Génie Civil Langues : Anglais (eng) in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 36 N°13 (Novembre 2007) . - 1813-1835 p. Mots-clés : ground  motion  record  scaling  and  selection  nonlinear  dynamic  analysis  near-source  ground  motions  nonlinear  inelastic  seismic  drift  response  Mouvements  du  sol  Analyse  dynamique  non  linéaire Index. décimale : 624.151 Résumé : Limitations of the existing earthquake ground motion database lead to scaling of records to obtain seismograms consistent with a ground motion target for structural design and evaluation. In the engineering seismology community, acceptable limits for legitimate scaling vary from one (no scaling allowed) to 10 or more. The concerns expressed by detractors of scaling are mostly based on the knowledge of, for example, differences in ground motion characteristics for different earthquake magnitude-distance (Mw-Rclose) scenarios, and much less on their effects on structures. At the other end of the spectrum, proponents have demonstrated that scaling is not only legitimate but also useful for assessing structural response statistics for Mw-Rclose scenarios. Their studies, however, have not investigated more recent purposes of scaling and have not always drawn conclusions for a wide spectrum of structural vibration periods and strengths. This article investigates whether scaling of records randomly selected from an Mw-Rclose bin (or range) to a target fundamental-mode spectral acceleration (Sa) level introduces bias in the expected nonlinear structural drift response of both single-degree-of-freedom oscillators and one multi-degree-of-freedom building. The bias is quantified relative to unscaled records from the target Mw-Rclose bin that are naturally at the target Sa level. We consider scaling of records from the target Mw-Rclose bin and from other Mw-Rclose bins. The results demonstrate that scaling can indeed introduce a bias that, for the most part, can be explained by differences between the elastic response spectra of the scaled versus unscaled records. Limitations de l'actuelle base de données des mouvements de tremblement de terre à l'échelle d'enregistrements à obtenir sismogrammes compatible avec une cible pour des mouvements de la conception de la structure et de l'évaluation. Dans la communauté d'ingénierie sismologie, les limites acceptables pour la légitime varient d'une échelle (scaling pas autorisé) à 10 ou plus. Les préoccupations exprimées par les détracteurs de l'échelle sont pour la plupart fondées sur la connaissance, par exemple, des différences dans les caractéristiques des mouvements de tremblement de terre de magnitude pour différentes distances (Mw-Rclose) scénarios, et encore moins sur leurs effets sur les structures. À l'autre extrémité du spectre, les partisans ont démontré que l'élargissement n'est pas seulement légitime mais aussi utile pour évaluer les statistiques de réponse structurelle Mw Rclose scénarios. Leurs études, cependant, n'ont pas enquêté sur plus récents fins de l'échelle et n'ont pas toujours tiré des conclusions pour un large éventail de périodes et de vibrations structurelles forts. Cet article examine si l'extension de dossiers choisis au hasard à partir d'un Mw Rclose bin (ou fourchette) pour un objectif fondamental en mode accélération spectrale (Sa) niveau introduit un biais dans l'dérive structurelle attendue nonlinear réponse à la fois simple degré de liberté des oscillateurs et d'un multi degré De la liberté de construction. Le biais est quantifiée par rapport à unscaled enregistrements de la cible Mw Rclose bin qui sont naturellement à la cible Sa niveau. Nous considérons que l'élargissement des enregistrements de la cible Mw Rclose bin et d'autres Mw Rclose poubelles. Les résultats démontrent que l'élargissement peut introduire un biais en effet que, pour la plupart, peuvent s'expliquer par des différences entre les spectres de réponse élastique de la taille par rapport unscaled records. DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Séismes En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114282239/ABSTRACT

Probabilistic seismic demand analysis using advanced ground motion intensity measures / Tothong, Polsak in Earthquake engineering structural dynamics, Vol. 36 N°13 (Novembre 2007) 

Public ISBD [article]  in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 36 N°13 (Novembre 2007) . - 1837-1860 p. Titre : Probabilistic seismic demand analysis using advanced ground motion intensity measures Type de document : texte imprimé Auteurs : Tothong, Polsak, Auteur ; Nicolas Luco, Auteur Article en page(s) : 1837-1860 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : probabilistic  seismic  hazard  analysis  (PSHA)  probabilistic  seismic  demand  analysis  (PSDA)  structural  response  (drift)  hazard  curves  ground  motion  record  selection  and  scaling  ground  motion  intensity  measure  (IM)  inelastic  spectral  displacement  (Sdi)  Probabiliste  de  l'analyse  des  risques  sismiques  (PSHA)  Probabiliste  sism  Réponse  structurelle  (dérive)  des  courbes  de  risque Index. décimale : 624.151 Résumé : One of the objectives in performance-based earthquake engineering is to quantify the seismic reliability of a structure at a site. For that purpose, probabilistic seismic demand analysis (PSDA) is used as a tool to estimate the mean annual frequency of exceeding a specified value of a structural demand parameter (e.g. interstorey drift). This paper compares and contrasts the use, in PSDA, of certain advanced scalar versus vector and conventional scalar ground motion intensity measures (IMs). One of the benefits of using a well-chosen IM is that more accurate evaluations of seismic performance are achieved without the need to perform detailed ground motion record selection for the nonlinear dynamic structural analyses involved in PSDA (e.g. record selection with respect to seismic parameters such as earthquake magnitude, source-to-site distance, and ground motion epsilon). For structural demands that are dominated by a first mode of vibration, using inelastic spectral displacement (Sdi) can be advantageous relative to the conventionally used elastic spectral acceleration (Sa) and the vector IM consisting of Sa and epsilon (). This paper demonstrates that this is true for ordinary and for near-source pulse-like earthquake records. The latter ground motions cannot be adequately characterized by either Sa alone or the vector of Sa and . For structural demands with significant higher-mode contributions (under either of the two types of ground motions), even Sdi (alone) is not sufficient, so an advanced scalar IM that additionally incorporates higher modes is used. Un des objectifs de performance fondés génie est de quantifier la fiabilité sismique d'une structure à un site. À cet effet, l'analyse de la demande sismique probabiliste (AAPEP) est utilisé comme un outil pour estimer la moyenne annuelle de la fréquence dépassant une valeur d'un paramètre de demande structurelle (ex. interstorey dérive). Cette étude compare et met en contraste l'utilisation, dans AAPEP, de certaines avancées vectorielles et scalaires versus conventionnelle scalaire mesures de l'intensité des mouvements (GI). Un des avantages de l'utilisation d'un bien choisis GI est plus précis que les évaluations de la performance sismique sont atteints sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des mouvements détaillés pour la sélection d'enregistrements dynamiques non linéaires analyses structurales impliquées dans AAPEP (par exemple, sélection d'enregistrements sismiques à l'égard de paramètres tels que Tremblement de terre de magnitude, source de site à distance, et des mouvements de epsilon). Pour les exigences structurelles qui sont dominées par un premier mode de vibration, en utilisant le déplacement inélastique spectrale (Sdi) peut être avantageuse par rapport à l'élastique traditionnellement utilisés accélération spectrale (Sa) et le vecteur IM composé de Sa et epsilon (). Ce document démontre que cela est vrai pour les ordinaires et de près de la source d'impulsion comme séisme records. Ce dernier motif motions ne peuvent pas être suffisamment caractérisée soit par Sa seule ou le vecteur de Sa et. Pour structurel exige d'importantes contributions mode plus élevé (ou l'autre des deux types de mouvements au sol), même Sdi (seul) n'est pas suffisant, si bien avancées scalaire IM intègre en outre plus élevé que les modes sont utilisés. DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Génie parasismique En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114277587/ABSTRACT [article] Probabilistic seismic demand analysis using advanced ground motion intensity measures [texte imprimé] / Tothong, Polsak, Auteur ; Nicolas Luco, Auteur . - 1837-1860 p. Génie Civil Langues : Anglais (eng) in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 36 N°13 (Novembre 2007) . - 1837-1860 p. Mots-clés : probabilistic  seismic  hazard  analysis  (PSHA)  probabilistic  seismic  demand  analysis  (PSDA)  structural  response  (drift)  hazard  curves  ground  motion  record  selection  and  scaling  ground  motion  intensity  measure  (IM)  inelastic  spectral  displacement  (Sdi)  Probabiliste  de  l'analyse  des  risques  sismiques  (PSHA)  Probabiliste  sism  Réponse  structurelle  (dérive)  des  courbes  de  risque Index. décimale : 624.151 Résumé : One of the objectives in performance-based earthquake engineering is to quantify the seismic reliability of a structure at a site. For that purpose, probabilistic seismic demand analysis (PSDA) is used as a tool to estimate the mean annual frequency of exceeding a specified value of a structural demand parameter (e.g. interstorey drift). This paper compares and contrasts the use, in PSDA, of certain advanced scalar versus vector and conventional scalar ground motion intensity measures (IMs). One of the benefits of using a well-chosen IM is that more accurate evaluations of seismic performance are achieved without the need to perform detailed ground motion record selection for the nonlinear dynamic structural analyses involved in PSDA (e.g. record selection with respect to seismic parameters such as earthquake magnitude, source-to-site distance, and ground motion epsilon). For structural demands that are dominated by a first mode of vibration, using inelastic spectral displacement (Sdi) can be advantageous relative to the conventionally used elastic spectral acceleration (Sa) and the vector IM consisting of Sa and epsilon (). This paper demonstrates that this is true for ordinary and for near-source pulse-like earthquake records. The latter ground motions cannot be adequately characterized by either Sa alone or the vector of Sa and . For structural demands with significant higher-mode contributions (under either of the two types of ground motions), even Sdi (alone) is not sufficient, so an advanced scalar IM that additionally incorporates higher modes is used. Un des objectifs de performance fondés génie est de quantifier la fiabilité sismique d'une structure à un site. À cet effet, l'analyse de la demande sismique probabiliste (AAPEP) est utilisé comme un outil pour estimer la moyenne annuelle de la fréquence dépassant une valeur d'un paramètre de demande structurelle (ex. interstorey dérive). Cette étude compare et met en contraste l'utilisation, dans AAPEP, de certaines avancées vectorielles et scalaires versus conventionnelle scalaire mesures de l'intensité des mouvements (GI). Un des avantages de l'utilisation d'un bien choisis GI est plus précis que les évaluations de la performance sismique sont atteints sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des mouvements détaillés pour la sélection d'enregistrements dynamiques non linéaires analyses structurales impliquées dans AAPEP (par exemple, sélection d'enregistrements sismiques à l'égard de paramètres tels que Tremblement de terre de magnitude, source de site à distance, et des mouvements de epsilon). Pour les exigences structurelles qui sont dominées par un premier mode de vibration, en utilisant le déplacement inélastique spectrale (Sdi) peut être avantageuse par rapport à l'élastique traditionnellement utilisés accélération spectrale (Sa) et le vecteur IM composé de Sa et epsilon (). Ce document démontre que cela est vrai pour les ordinaires et de près de la source d'impulsion comme séisme records. Ce dernier motif motions ne peuvent pas être suffisamment caractérisée soit par Sa seule ou le vecteur de Sa et. Pour structurel exige d'importantes contributions mode plus élevé (ou l'autre des deux types de mouvements au sol), même Sdi (seul) n'est pas suffisant, si bien avancées scalaire IM intègre en outre plus élevé que les modes sont utilisés. DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Génie parasismique En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114277587/ABSTRACT

Scaling earthquake ground motions for performance-based assessment of buildings / Yin-Nan Huang in Journal of structural engineering, Vol. 137 N° 3 (Mars 2011) 

Public ISBD [article]  in Journal of structural engineering > Vol. 137 N° 3 (Mars 2011) . - pp. 311-321 Titre : Scaling earthquake ground motions for performance-based assessment of buildings Type de document : texte imprimé Auteurs : Yin-Nan Huang, Auteur ; Andrew S. Whittaker, Auteur ; Nicolas Luco, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 311-321 Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Ground  motion  Response  spectra  Scale  Seismic  design  Time-series  analysis Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : The impact of alternate ground-motion scaling procedures on the distribution of displacement responses in simplified structural systems is investigated. Recommendations are provided for selecting and scaling ground motions for performance-based assessment of buildings. Four scaling methods are studied, namely, (1) geometric-mean scaling of pairs of ground motions, (2) spectrum matching of ground motions, (3) first-mode-period scaling to a target spectral acceleration, and (4) scaling of ground motions per the distribution of spectral demands. Data were developed by nonlinear response-history analysis of a large family of nonlinear single degree-of-freedom (SDOF) oscillators that could represent fixed-base and base-isolated structures. The advantages and disadvantages of each scaling method are discussed. The relationship between spectral shape and a ground-motion randomness parameter, ε, is presented. A scaling procedure that explicitly considers spectral shape is proposed. DEWEY : 624.17 ISSN : 0733-9445 En ligne : http://ascelibrary.org/sto/resource/1/jsendh/v137/i3/p311_s1?isAuthorized=no [article] Scaling earthquake ground motions for performance-based assessment of buildings [texte imprimé] / Yin-Nan Huang, Auteur ; Andrew S. Whittaker, Auteur ; Nicolas Luco, Auteur . - 2011 . - pp. 311-321. Génie Civil Langues : Anglais (eng) in Journal of structural engineering > Vol. 137 N° 3 (Mars 2011) . - pp. 311-321 Mots-clés : Ground  motion  Response  spectra  Scale  Seismic  design  Time-series  analysis Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : The impact of alternate ground-motion scaling procedures on the distribution of displacement responses in simplified structural systems is investigated. Recommendations are provided for selecting and scaling ground motions for performance-based assessment of buildings. Four scaling methods are studied, namely, (1) geometric-mean scaling of pairs of ground motions, (2) spectrum matching of ground motions, (3) first-mode-period scaling to a target spectral acceleration, and (4) scaling of ground motions per the distribution of spectral demands. Data were developed by nonlinear response-history analysis of a large family of nonlinear single degree-of-freedom (SDOF) oscillators that could represent fixed-base and base-isolated structures. The advantages and disadvantages of each scaling method are discussed. The relationship between spectral shape and a ground-motion randomness parameter, ε, is presented. A scaling procedure that explicitly considers spectral shape is proposed. DEWEY : 624.17 ISSN : 0733-9445 En ligne : http://ascelibrary.org/sto/resource/1/jsendh/v137/i3/p311_s1?isAuthorized=no