Effectiveness of simple approaches in mitigating residual deformations in buildings / Didier Pettinga in Earthquake engineering structural dynamics, Vol. 36 N°12 (Octobre 2007)  

Public ISBD [article]  inEarthquake engineering structural dynamics > Vol. 36 N°12 (Octobre 2007) . - 1763-1783 p. Titre : Effectiveness of simple approaches in mitigating residual deformations in buildings Type de document : texte imprimé Auteurs : Didier Pettinga, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur ; Pampanin, Stefano, Auteur Année de publication : 2007 Article en page(s) : 1763-1783 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : residual displacement permanent deformations performance-based design post-yield stiffnessDéplacement résiduel déformations permanentes performance rendement de raideur Index. décimale : 624.151 Résumé : Developments in performance-based seismic design and assessment approaches have emphasized the importance of considering residual deformations. Recent investigations have also led to a proposed direct displacement-based design (DDBD) approach which includes an explicit consideration of the expected residual deformations as an integral part of the design process. Having estimated the expected residual deformations in a structure, engineers are faced with the problem of reducing them to meet the targeted performance levels under pre-defined seismic hazard levels. Previous studies have identified the post-yield stiffness as a primary factor influencing the magnitude of residual deformations in single degree of freedom and multiple degree of freedom structures. In this paper, a series of simple approaches to increase the post-yield stiffness of traditional framed and braced systems for the purpose of reducing residual deformations are investigated. These methods do not utilize recentring post-tensioned technology. This contribution addresses the feasibility of altering the lateral post-yield stiffness of structural systems by: (i) using different reinforcement materials with beneficial features in their stress-strain behaviour; (ii) re-designing the section geometry and properties of primary seismic-resisting elements; and (iii) introducing a secondary elastic frame to act in parallel with the primary system. The efficiency of each of these techniques is investigated through monotonic and cyclic moment-curvature and non-linear time-history analyses. Of these approaches the design and introduction of an elastic secondary system was found to be most effective and consistent in reducing residual deformations. A simplified design approach for achieving the desired increase of a system's post-yield stiffness is also presented. Développements dans la conception basée sur la performance sismique et approches de l'évaluation ont souligné l'importance de tenir compte des déformations résiduelles. De récentes enquêtes ont aussi donné lieu à un projet de conception basés sur le déplacement direct (DDBD) qui comprend une approche explicite examen de la résiduels prévus déformations en tant que partie intégrante du processus de conception. Après avoir évalué les déformations résiduels prévus dans une structure, les ingénieurs sont confrontés au problème de la réduction de satisfaire les niveaux de performance ciblés pré-définis en vertu des niveaux de risque sismique. Des études antérieures ont identifié l'après-rendement raideur comme principal facteur influant sur l'ampleur des déformations résiduelles dans le seul degré de liberté et de multiples structures de degré de liberté. Dans le présent document, une série d'approches simples pour accroître la rigidité du poste de rendement traditionnelles encadrées et calées systèmes dans le but de réduire les déformations résiduelles sont étudiés. Ces méthodes n'utilisent pas la technologie recentrage poste tendus. Cette contribution porte sur la faisabilité de modifier la rigidité latérale poste rendement des systèmes structurels par: (i) le renforcement utilisant différents matériaux avec leurs caractéristiques bénéfiques stress souche comportement, (ii) à une nouvelle conception de la section de géométrie et les propriétés des éléments sismiques primaires résister, et (Iii) l'introduction d'un cadre secondaire élastique à agir en parallèle avec le système principal. L'efficacité de chacune de ces techniques est l'objet de travaux monotones et cycliques instant courbure et non linéaire du temps historique analyses. De ces approches, la conception et la mise en place d'un système élastique secondaire a été jugée la plus efficace et cohérente en matière de réduction des déformations résiduelles. Une approche simplifiée de conception pour atteindre l'augmentation d'un poste de rendement du système de raideur est également présenté. DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Séisme En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114281561/ABSTRACT [article] Effectiveness of simple approaches in mitigating residual deformations in buildings [texte imprimé] / Didier Pettinga, Auteur ; Christopoulos, Constantin, Auteur ; Pampanin, Stefano, Auteur . - 2007 . - 1763-1783 p. Génie Civil Langues : Anglais (eng) in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 36 N°12 (Octobre 2007) . - 1763-1783 p. Mots-clés : residual displacement permanent deformations performance-based design post-yield stiffnessDéplacement résiduel déformations permanentes performance rendement de raideur Index. décimale : 624.151 Résumé : Developments in performance-based seismic design and assessment approaches have emphasized the importance of considering residual deformations. Recent investigations have also led to a proposed direct displacement-based design (DDBD) approach which includes an explicit consideration of the expected residual deformations as an integral part of the design process. Having estimated the expected residual deformations in a structure, engineers are faced with the problem of reducing them to meet the targeted performance levels under pre-defined seismic hazard levels. Previous studies have identified the post-yield stiffness as a primary factor influencing the magnitude of residual deformations in single degree of freedom and multiple degree of freedom structures. In this paper, a series of simple approaches to increase the post-yield stiffness of traditional framed and braced systems for the purpose of reducing residual deformations are investigated. These methods do not utilize recentring post-tensioned technology. This contribution addresses the feasibility of altering the lateral post-yield stiffness of structural systems by: (i) using different reinforcement materials with beneficial features in their stress-strain behaviour; (ii) re-designing the section geometry and properties of primary seismic-resisting elements; and (iii) introducing a secondary elastic frame to act in parallel with the primary system. The efficiency of each of these techniques is investigated through monotonic and cyclic moment-curvature and non-linear time-history analyses. Of these approaches the design and introduction of an elastic secondary system was found to be most effective and consistent in reducing residual deformations. A simplified design approach for achieving the desired increase of a system's post-yield stiffness is also presented. Développements dans la conception basée sur la performance sismique et approches de l'évaluation ont souligné l'importance de tenir compte des déformations résiduelles. De récentes enquêtes ont aussi donné lieu à un projet de conception basés sur le déplacement direct (DDBD) qui comprend une approche explicite examen de la résiduels prévus déformations en tant que partie intégrante du processus de conception. Après avoir évalué les déformations résiduels prévus dans une structure, les ingénieurs sont confrontés au problème de la réduction de satisfaire les niveaux de performance ciblés pré-définis en vertu des niveaux de risque sismique. Des études antérieures ont identifié l'après-rendement raideur comme principal facteur influant sur l'ampleur des déformations résiduelles dans le seul degré de liberté et de multiples structures de degré de liberté. Dans le présent document, une série d'approches simples pour accroître la rigidité du poste de rendement traditionnelles encadrées et calées systèmes dans le but de réduire les déformations résiduelles sont étudiés. Ces méthodes n'utilisent pas la technologie recentrage poste tendus. Cette contribution porte sur la faisabilité de modifier la rigidité latérale poste rendement des systèmes structurels par: (i) le renforcement utilisant différents matériaux avec leurs caractéristiques bénéfiques stress souche comportement, (ii) à une nouvelle conception de la section de géométrie et les propriétés des éléments sismiques primaires résister, et (Iii) l'introduction d'un cadre secondaire élastique à agir en parallèle avec le système principal. L'efficacité de chacune de ces techniques est l'objet de travaux monotones et cycliques instant courbure et non linéaire du temps historique analyses. De ces approches, la conception et la mise en place d'un système élastique secondaire a été jugée la plus efficace et cohérente en matière de réduction des déformations résiduelles. Une approche simplifiée de conception pour atteindre l'augmentation d'un poste de rendement du système de raideur est également présenté. DEWEY : 551.2 ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Séisme En ligne : http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/114281561/ABSTRACT

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