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Effects of two alternative representations of ground-motion uncertainty on probabilistic seismic demand assessment of structures / Jalayer, F. in Earthquake engineering structural dynamics, Vol. 37 N°1 (Janvier 2008)

Public ISBD [article]  in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°1 (Janvier 2008) . - 61-79 p. Titre : Effects of two alternative representations of ground-motion uncertainty on probabilistic seismic demand assessment of structures Type de document : texte imprimé Auteurs : Jalayer, F., Editeur scientifique ; J. L. Beck, Editeur scientifique Article en page(s) : 61-79 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Structural  reliability  Subset  simulation  Seismic  risk  analysis  Probabilistic  seismic  hazard  analysis  Performance-based  design  Earthquake  engineering  Stochastic  ground  motion  Fiabilité  structurale  Simulation  de  sous-ensemble  Analyse  séismique  de  risque  Analyse  de  risque  séismique  probabiliste  Conception  basée  par  exécution  Technologie  de  tremblement  de  terre  Mouvement  au  sol  stochastique Index. décimale : 551.22 Résumé : A probabilistic representation of the entire ground-motion time history can be constructed based on a stochastic model that depends on seismic source parameters. An advanced stochastic simulation scheme known as Subset Simulation can then be used to efficiently compute the small failure probabilities corresponding to structural limit states. Alternatively, the uncertainty in the ground motion can be represented by adopting a parameter (or a vector of parameters) known as the intensity measure (IM) that captures the dominant features of the ground shaking. Structural performance assessment based on this representation can be broken down into two parts, namely, the structure-specific part requiring performance assessment for a given value of the IM, and the site-specific part requiring estimation of the likelihood that ground shaking with a given value of the IM takes place. The effect of these two alternative representations of ground-motion uncertainty on probabilistic structural response is investigated for two hazard cases. In the first case, these two approaches are compared for a scenario earthquake event with a given magnitude and distance. In the second case, they are compared using a probabilistic seismic hazard analysis to take into account the potential of the surrounding faults to produce events with a range of possible magnitudes and distances. The two approaches are compared on the basis of the probabilistic response of an existing reinforced-concrete frame structure, which is known to have suffered shear failure in its columns during the 1994 Northridge Earthquake in Los Angeles, California. Une représentation probabiliste de l'histoire entière de temps de terre-mouvement peut être construite sur un modèle stochastique qui dépend des paramètres séismiques de source. Un arrangement stochastique avançé de simulation connu sous le nom de simulation de sous-ensemble peut alors être employé pour calculer efficacement les petites probabilités d'échec correspondant aux états structuraux de limite. Alternativement, l'incertitude dans le mouvement au sol peut être représentée en adoptant un paramètre (ou un vecteur des paramètres) connu comme mesure d'intensité (IM) cette des captures les dispositifs dominants de la secousse au sol. L'évaluation structurale d'exécution basée sur cette représentation peut être décomposée en deux parts, à savoir, la partie structure-spécifique exigeant l'évaluation d'exécution pour une valeur donnée de l'IM, et la partie emplacement-spécifique exigeant l'évaluation de la probabilité que la terre secouant avec une valeur donnée de l'IM a lieu. L'effet de ces deux représentations alternatives de l'incertitude de terre-mouvement sur la réponse structurale probabiliste est étudié pour deux cas de risque. Dans le premier cas, ces deux approches sont comparées pour un événement de tremblement de terre de scénario à une grandeur et à une distance données. Dans le deuxième cas, elles sont comparées en utilisant une analyse de risque séismique probabiliste pour tenir compte du potentiel des défauts environnants de produire des événements avec une gamme des grandeurs et des distances possibles. Les deux approches sont comparées sur la base de la réponse probabiliste d'une structure renforcer-concrète existante d'armature, qui est connue pour avoir souffert l'échec de cisaillement dans ses colonnes pendant le tremblement de terre 1994 de Northridge à Los Angeles, la Californie. ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Technologie -- Évaluation du risque [article] Effects of two alternative representations of ground-motion uncertainty on probabilistic seismic demand assessment of structures [texte imprimé] / Jalayer, F., Editeur scientifique ; J. L. Beck, Editeur scientifique . - 61-79 p. Génie civil Langues : Anglais (eng) in Earthquake engineering structural dynamics > Vol. 37 N°1 (Janvier 2008) . - 61-79 p. Mots-clés : Structural  reliability  Subset  simulation  Seismic  risk  analysis  Probabilistic  seismic  hazard  analysis  Performance-based  design  Earthquake  engineering  Stochastic  ground  motion  Fiabilité  structurale  Simulation  de  sous-ensemble  Analyse  séismique  de  risque  Analyse  de  risque  séismique  probabiliste  Conception  basée  par  exécution  Technologie  de  tremblement  de  terre  Mouvement  au  sol  stochastique Index. décimale : 551.22 Résumé : A probabilistic representation of the entire ground-motion time history can be constructed based on a stochastic model that depends on seismic source parameters. An advanced stochastic simulation scheme known as Subset Simulation can then be used to efficiently compute the small failure probabilities corresponding to structural limit states. Alternatively, the uncertainty in the ground motion can be represented by adopting a parameter (or a vector of parameters) known as the intensity measure (IM) that captures the dominant features of the ground shaking. Structural performance assessment based on this representation can be broken down into two parts, namely, the structure-specific part requiring performance assessment for a given value of the IM, and the site-specific part requiring estimation of the likelihood that ground shaking with a given value of the IM takes place. The effect of these two alternative representations of ground-motion uncertainty on probabilistic structural response is investigated for two hazard cases. In the first case, these two approaches are compared for a scenario earthquake event with a given magnitude and distance. In the second case, they are compared using a probabilistic seismic hazard analysis to take into account the potential of the surrounding faults to produce events with a range of possible magnitudes and distances. The two approaches are compared on the basis of the probabilistic response of an existing reinforced-concrete frame structure, which is known to have suffered shear failure in its columns during the 1994 Northridge Earthquake in Los Angeles, California. Une représentation probabiliste de l'histoire entière de temps de terre-mouvement peut être construite sur un modèle stochastique qui dépend des paramètres séismiques de source. Un arrangement stochastique avançé de simulation connu sous le nom de simulation de sous-ensemble peut alors être employé pour calculer efficacement les petites probabilités d'échec correspondant aux états structuraux de limite. Alternativement, l'incertitude dans le mouvement au sol peut être représentée en adoptant un paramètre (ou un vecteur des paramètres) connu comme mesure d'intensité (IM) cette des captures les dispositifs dominants de la secousse au sol. L'évaluation structurale d'exécution basée sur cette représentation peut être décomposée en deux parts, à savoir, la partie structure-spécifique exigeant l'évaluation d'exécution pour une valeur donnée de l'IM, et la partie emplacement-spécifique exigeant l'évaluation de la probabilité que la terre secouant avec une valeur donnée de l'IM a lieu. L'effet de ces deux représentations alternatives de l'incertitude de terre-mouvement sur la réponse structurale probabiliste est étudié pour deux cas de risque. Dans le premier cas, ces deux approches sont comparées pour un événement de tremblement de terre de scénario à une grandeur et à une distance données. Dans le deuxième cas, elles sont comparées en utilisant une analyse de risque séismique probabiliste pour tenir compte du potentiel des défauts environnants de produire des événements avec une gamme des grandeurs et des distances possibles. Les deux approches sont comparées sur la base de la réponse probabiliste d'une structure renforcer-concrète existante d'armature, qui est connue pour avoir souffert l'échec de cisaillement dans ses colonnes pendant le tremblement de terre 1994 de Northridge à Los Angeles, la Californie. ISSN : 0098-8847 RAMEAU : Technologie -- Évaluation du risque

Evidence - based identification of weighting factors in bayesian model updating using modal data / B. Goller in Journal of engineering mechanics, Vol. 138 N° 5 (Mai 2012) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 138 N° 5 (Mai 2012) . - pp.430-440 Titre : Evidence - based identification of weighting factors in bayesian model updating using modal data Type de document : texte imprimé Auteurs : B. Goller, Auteur ; J. L. Beck, Auteur ; G. I. Schueller, Auteur Année de publication : 2012 Article en page(s) : pp.430-440 Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Structural  models  Markov  chain  Monte  Carlo  Bayesian  analysis  Robust  model  updating  Simulation Résumé : In Bayesian model updating, parameter identification of structural systems using modal data can be based on the formulation of the likelihood function as a product of two probability density functions, one relating to modal frequencies and one to mode-shape components. The selection of the prior distribution of the prediction-error variances relating to these two types of data has to be performed carefully so that the relative contributions are weighted to give balanced results. A methodology is proposed in this paper to select these weights by performing Bayesian updating at the model class level, where the model classes differ by having different ratios of the two prediction-error variances. The most probable model class on the basis of the modal data then gives the best choice for this variance ratio. Two illustrative examples, one using simulated data and one using experimental data, point out the effect of the different relative contributions of the modal frequencies and mode-shape components to the total amount of information extracted from the modal data. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29EM.1943-7889.0000351 [article] Evidence - based identification of weighting factors in bayesian model updating using modal data [texte imprimé] / B. Goller, Auteur ; J. L. Beck, Auteur ; G. I. Schueller, Auteur . - 2012 . - pp.430-440. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 138 N° 5 (Mai 2012) . - pp.430-440 Mots-clés : Structural  models  Markov  chain  Monte  Carlo  Bayesian  analysis  Robust  model  updating  Simulation Résumé : In Bayesian model updating, parameter identification of structural systems using modal data can be based on the formulation of the likelihood function as a product of two probability density functions, one relating to modal frequencies and one to mode-shape components. The selection of the prior distribution of the prediction-error variances relating to these two types of data has to be performed carefully so that the relative contributions are weighted to give balanced results. A methodology is proposed in this paper to select these weights by performing Bayesian updating at the model class level, where the model classes differ by having different ratios of the two prediction-error variances. The most probable model class on the basis of the modal data then gives the best choice for this variance ratio. Two illustrative examples, one using simulated data and one using experimental data, point out the effect of the different relative contributions of the modal frequencies and mode-shape components to the total amount of information extracted from the modal data. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%29EM.1943-7889.0000351

Phase I IASC-ASCE Structural Health Monitoring Benchmark Problem Using Simulated Data / Johnson, Erik A. in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°1 (Janvier 2004) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°1 (Janvier 2004) . - 3-15 p. Titre : Phase I IASC-ASCE Structural Health Monitoring Benchmark Problem Using Simulated Data Titre original : Problème de Repère Structural de Surveillance de Santé de la Phase I IASC-ASCE en Utilisant des Données Simulées Type de document : texte imprimé Auteurs : Johnson, Erik A., Auteur ; Katafygiotis, L. S., Auteur ; J. L. Beck ; Lam, H. F., Auteur Article en page(s) : 3-15 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Structural  safety  Damage  assessment  Bench  marks  Seismic  response  Data  analysis  Sûreté  structurale  Evaluation  de  dommages  Mettre  hors  jeu  les  marques  Réponse  séismique  Analyse  de  données Index. décimale : 621.34 Résumé : Structural health monitoring (SHM) is a promising field with widespread application in civil engineering. Structural health monitoring has the potential to make structures safer by observing both long-term structural changes and immediate postdisaster damage. However, the many SHM studies in the literature apply different monitoring methods to different structures, making side-by-side comparison of the methods difficult. This paper details the first phase in a benchmark SHM problem organized under the auspices of the IASC-ASCE Structural Health Monitoring Task Group. The scale-model structure adopted for use in this benchmark problem is described. Then, two analytical models based on the structure-one a 12 degree of freedom (DOF) shear-building model, the other a 120-DOF model, both finite element based-are given. The damage patterns to be identified are listed as well as the types and number of sensors, magnitude of sensor noise, and so forth. MATLAB computer codes to generate the response data for the various cases are explained. The codes, as well as details of the ongoing Task Group activities, are available on the Task Group web site at (http://wusceel.cive.wustl.edu/asce.shm/). La surveillance de santé structurale (SHM) est un champ prometteur avec l'application répandue dans le génie civil. La surveillance de santé structurale a le potentiel de rendre des structures plus sûres en observant les changements structurels à long terme et les dommages immédiats de postdisaster. Cependant, les nombreuses études de SHM dans la littérature s'appliquent différentes méthodes de surveillance à différentes structures, rendant côte à côte la comparaison des méthodes difficile. Cet article détaille la première phase dans un problème du repère SHM organisé sous les auspices de l'IASC-ASCE la surveillance de santé que structurale Chargent le groupe. La structure de mesurer-modèle adoptée pour l'usage dans ce problème de repère est décrite. Puis, deux modèles analytiques ont basé sur la structure-un par 12 degrés de modèle de cisailler-bâtiment de la liberté (DOF), l'autre un modèle 120-DOF, les deux élément fini baser- sont donnés. Les modèles de dommages à identifier sont énumérés comme les types et le nombre de sondes, importance de bruit de sonde, et ainsi de suite. Des codes machine de MATLAB pour produire des données de réponse pour les divers cas sont expliqués. Les codes, comme des détails du continu Chargez les activités de groupe, sont disponibles sur le site Web de groupe de Charger à (http://wusceel.cive.wustl.edu/asce.shm/). En ligne : jonhsonE@usc.edu, paullam@cityu.edu.hk, lambros@ust.hk, jimbeck@caltech.edu [article] Phase I IASC-ASCE Structural Health Monitoring Benchmark Problem Using Simulated Data = Problème de Repère Structural de Surveillance de Santé de la Phase I IASC-ASCE en Utilisant des Données Simulées [texte imprimé] / Johnson, Erik A., Auteur ; Katafygiotis, L. S., Auteur ; J. L. Beck ; Lam, H. F., Auteur . - 3-15 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°1 (Janvier 2004) . - 3-15 p. Mots-clés : Structural  safety  Damage  assessment  Bench  marks  Seismic  response  Data  analysis  Sûreté  structurale  Evaluation  de  dommages  Mettre  hors  jeu  les  marques  Réponse  séismique  Analyse  de  données Index. décimale : 621.34 Résumé : Structural health monitoring (SHM) is a promising field with widespread application in civil engineering. Structural health monitoring has the potential to make structures safer by observing both long-term structural changes and immediate postdisaster damage. However, the many SHM studies in the literature apply different monitoring methods to different structures, making side-by-side comparison of the methods difficult. This paper details the first phase in a benchmark SHM problem organized under the auspices of the IASC-ASCE Structural Health Monitoring Task Group. The scale-model structure adopted for use in this benchmark problem is described. Then, two analytical models based on the structure-one a 12 degree of freedom (DOF) shear-building model, the other a 120-DOF model, both finite element based-are given. The damage patterns to be identified are listed as well as the types and number of sensors, magnitude of sensor noise, and so forth. MATLAB computer codes to generate the response data for the various cases are explained. The codes, as well as details of the ongoing Task Group activities, are available on the Task Group web site at (http://wusceel.cive.wustl.edu/asce.shm/). La surveillance de santé structurale (SHM) est un champ prometteur avec l'application répandue dans le génie civil. La surveillance de santé structurale a le potentiel de rendre des structures plus sûres en observant les changements structurels à long terme et les dommages immédiats de postdisaster. Cependant, les nombreuses études de SHM dans la littérature s'appliquent différentes méthodes de surveillance à différentes structures, rendant côte à côte la comparaison des méthodes difficile. Cet article détaille la première phase dans un problème du repère SHM organisé sous les auspices de l'IASC-ASCE la surveillance de santé que structurale Chargent le groupe. La structure de mesurer-modèle adoptée pour l'usage dans ce problème de repère est décrite. Puis, deux modèles analytiques ont basé sur la structure-un par 12 degrés de modèle de cisailler-bâtiment de la liberté (DOF), l'autre un modèle 120-DOF, les deux élément fini baser- sont donnés. Les modèles de dommages à identifier sont énumérés comme les types et le nombre de sondes, importance de bruit de sonde, et ainsi de suite. Des codes machine de MATLAB pour produire des données de réponse pour les divers cas sont expliqués. Les codes, comme des détails du continu Chargez les activités de groupe, sont disponibles sur le site Web de groupe de Charger à (http://wusceel.cive.wustl.edu/asce.shm/). En ligne : jonhsonE@usc.edu, paullam@cityu.edu.hk, lambros@ust.hk, jimbeck@caltech.edu

Two-Stage Structural Health Monitoring Approach for Phase I Benchmark Studies / Yuen, Ka-Veng in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°1 (Janvier 2004) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°1 (Janvier 2004) . - 16-33 p. Titre : Two-Stage Structural Health Monitoring Approach for Phase I Benchmark Studies Titre original : Approche Structurale à Deux étages de Surveillance de Santé pour des Etudes de Repère de la Phase I Type de document : texte imprimé Auteurs : Yuen, Ka-Veng, Auteur ; Siu-Kui Au, Auteur ; J. L. Beck, Auteur Article en page(s) : 16-33 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Damage  assessment  Bench  marks  Bayesian  analysis  Structural  safety  Evaluation  de  dommages  Mettre  hors  jeu  les  marques  Analyse  bayésienne  Sûreté  structurale Index. décimale : 621.34 Résumé : This paper presents a two-stage structural health monitoring methodology and applies it to the Phase I benchmark study sponsored by the IASC-ASCE Task Group on Structural Health Monitoring. In the first stage, modal parameters are identified using measured structural response from the undamaged system and then from the (possibly) damaged system. In the second stage, these data are used to update a parametrized structural model of the system using Bayesian system identification. The approach allows one to obtain not only estimates of the stiffness parameters but also the probability that damage in any substructure exceeds any specified threshold expressed in terms of a fractional stiffness loss. It successfully identifies the location and severity of damage in all cases of the benchmark problem. Cet article présente une méthodologie structurale à deux étages de surveillance de santé et s'applique l'à l'étude de repère de la phase I commanditée par l'IASC-ASCE Chargent le groupe sur la surveillance de santé structurale. Dans la première étape, des paramètres modaux sont identifiés en utilisant la réponse structurale mesurée du système intact et puis (probablement) du système endommagé. Dans la deuxième étape, ces données sont employées pour mettre à jour a parametrized le modèle structural du système en utilisant l'identification bayésienne de système. L'approche permet à on d'obtenir non seulement des évaluations des paramètres de rigidité mais également de la probabilité que les dommages en n'importe quelle sous-structure excèdent n'importe quel seuil indiqué exprimé en termes de perte partielle de rigidité. Elle identifie avec succès l'endroit et la sévérité des dommages dans tous les cas du problème de repère. En ligne : jimbeck@caltech.edu [article] Two-Stage Structural Health Monitoring Approach for Phase I Benchmark Studies = Approche Structurale à Deux étages de Surveillance de Santé pour des Etudes de Repère de la Phase I [texte imprimé] / Yuen, Ka-Veng, Auteur ; Siu-Kui Au, Auteur ; J. L. Beck, Auteur . - 16-33 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°1 (Janvier 2004) . - 16-33 p. Mots-clés : Damage  assessment  Bench  marks  Bayesian  analysis  Structural  safety  Evaluation  de  dommages  Mettre  hors  jeu  les  marques  Analyse  bayésienne  Sûreté  structurale Index. décimale : 621.34 Résumé : This paper presents a two-stage structural health monitoring methodology and applies it to the Phase I benchmark study sponsored by the IASC-ASCE Task Group on Structural Health Monitoring. In the first stage, modal parameters are identified using measured structural response from the undamaged system and then from the (possibly) damaged system. In the second stage, these data are used to update a parametrized structural model of the system using Bayesian system identification. The approach allows one to obtain not only estimates of the stiffness parameters but also the probability that damage in any substructure exceeds any specified threshold expressed in terms of a fractional stiffness loss. It successfully identifies the location and severity of damage in all cases of the benchmark problem. Cet article présente une méthodologie structurale à deux étages de surveillance de santé et s'applique l'à l'étude de repère de la phase I commanditée par l'IASC-ASCE Chargent le groupe sur la surveillance de santé structurale. Dans la première étape, des paramètres modaux sont identifiés en utilisant la réponse structurale mesurée du système intact et puis (probablement) du système endommagé. Dans la deuxième étape, ces données sont employées pour mettre à jour a parametrized le modèle structural du système en utilisant l'identification bayésienne de système. L'approche permet à on d'obtenir non seulement des évaluations des paramètres de rigidité mais également de la probabilité que les dommages en n'importe quelle sous-structure excèdent n'importe quel seuil indiqué exprimé en termes de perte partielle de rigidité. Elle identifie avec succès l'endroit et la sévérité des dommages dans tous les cas du problème de repère. En ligne : jimbeck@caltech.edu