19 research outputs found
Evaluation of Seismic Shear Demands of RC Core Walls in Thailand Determined by RSA Procedure
Get PDFASCE 7 allows structural engineers to use Response Spectrum Analysis (RSA) procedure to compute the seismic design forces of the structures. However, seismic shear demands of reinforced concrete (RC) walls determined by RSA have been found to be inadequate by many researchers. This paper aims to investigate the seismic shear demands of RC core walls from low-rise to high-rise buildings. RC split core walls in five buildings varying from 5 to 25 stories subjected to earthquake ground motions in Bangkok and Chiang Mai of Thailand were first designed by RSA procedure in ASCE 7-10. Then nonlinear response history analysis (NLRHA) was conducted to compute more accurate seismic demands of the structures. The results demonstrated that shear demands of core walls from NLRHA were significantly larger than those from RSA procedure. The shear amplifications of core walls in cantilever-wall direction were larger than those in coupled-wall direction. The two building locations having different spectrum shapes led to different shear amplifications. Hence, an empirical formula cannot be applied to every location. In Bangkok, it is found that Rejec et al. (2012)’s equation could well estimate shear forces in cantilever direction of core walls but it significantly overestimated shear forces in coupled direction of core walls. In Chiang Mai, Luu et al. (2014)’s equation provided good estimation of shear forces in both directions of core walls. Beside these two equations, the shear magnification factor equation in EC8 is found acceptable to be adopted to multiply with shear force from RSA procedure before using it as design shear force of RC core wall in both Bangkok and Chiang Mai.ASCE 7 allows structural engineers to use Response Spectrum Analysis (RSA) procedure to compute the seismic design forces of the structures. However, seismic shear demands of reinforced concrete (RC) walls determined by RSA have been found to be inadequate by many researchers. This paper aims to investigate the seismic shear demands of RC core walls from low-rise to high-rise buildings. RC split core walls in five buildings varying from 5 to 25 stories subjected to earthquake ground motions in Bangkok and Chiang Mai of Thailand were first designed by RSA procedure in ASCE 7-10. Then nonlinear response history analysis (NLRHA) was conducted to compute more accurate seismic demands of the structures. The results demonstrated that shear demands of core walls from NLRHA were significantly larger than those from RSA procedure. The shear amplifications of core walls in cantilever-wall direction were larger than those in coupled-wall direction. The two building locations having different spectrum shapes led to different shear amplifications. Hence, an empirical formula cannot be applied to every location. In Bangkok, it is found that Rejec et al. (2012)’s equation could well estimate shear forces in cantilever direction of core walls but it significantly overestimated shear forces in coupled direction of core walls. In Chiang Mai, Luu et al. (2014)’s equation provided good estimation of shear forces in both directions of core walls. Beside these two equations, the shear magnification factor equation in EC8 is found acceptable to be adopted to multiply with shear force from RSA procedure before using it as design shear force of RC core wall in both Bangkok and Chiang Mai
Quantification of Different Sources of Over-Strength in Seismic Design of a Reinforced Concrete Tall Building
Get PDFAn over-strength factor in seismic design plays an important role in computing actual forces in a structural member designed to remain elastic. However, sources contributing to this over-strength have not yet been systematically quantified for tall buildings. This paper aims to investigate the contribution from different sources of the over-strength factor in a reinforced concrete (RC) tall building. The contribution of slab-column gravity load framing to the lateral load capacity of the building is also investigated. A 39-story RC tall building subjected to earthquake ground motions in Bangkok was first designed according to the current building codes. Then, pushover analysis was conducted to compute the capacity curves of the building with three different specified strengths: design strength (with f factor), nominal strength (without f factor), and actual strength (with material over-strength). It was found that slab-column framing action contributes about 60% of the total lateral load capacity of the building. The building has an overall lateral over-strength factor of 3.36 to 3.71. The over-strength factor arising from the design is 2.12 to 2.42 in which the contributions from strength reduction factor, material over-strength, and other sources involving the design requirements are about 1.10, 1.17, and 1.77, respectively. The over-strength factor arising from the redundancy due to the redistribution of internal forces is about 1.55 and the contribution from the steel strain hardening to the over-strength factor is relatively small
An Investigation on the Adaptive Modal Combination Procedure for Seismic Evaluation of Buildings Considered Soil Structure Interaction
No full textการวิเคราะห์แบบแรงกระทำด้านข้างแยกโหมดสำหรับการประเมิน โครงสร้างสะพาน
Get PDFThesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2010Although nonlinear response history analysis (NL-RHA) is considered to be the most rigorous method to determine responses of a structure due to a strong earthquake excitation, it can only be undertaken by highly qualified engineers and may be too time-consuming for typical structural design and evaluation projects. The nonlinear static procedure, or pushover analysis, thus became a popular method to estimate building responses considering inelastic behavior, although the results are not as accurate as those from NL-RHA. This research aims to extend the nonlinear static procedure, originally developed for analyzing buildings, to analyze bridges. In recent years, there have been attempts to improve the accuracy of nonlinear static procedures, for example, modal pushover analysis (MPA), which includes response contributions from higher modes, improved modal pushover analysis (IMPA), or mass proportional pushover (MPP) procedures. This research first assesses the accuracy of these available procedures when applied to simpler structures like buckling-restrained-braced frame buildings, which have non-degrading behavior. It was found that MPA and IMPA provide good estimates of structural responses, while MPA is slightly easier to implement, so it was chosen to be modified for application to bridges. An extension of MPA procedure was proposed in this study to estimate seismic responses of complex actual bridges that require 3D analyses. In particular, the displacement monitoring point for pushover analysis, which is usually the roof displacement when buildings are analyzed, was proposed to be the point of largest displacement in the vibration mode considered, so that the contributions of torsional and vertical vibrations can be taken into account. The bias and dispersion of the proposed extension of MPA procedure was investigated in a case study of analyzing an existing continuous twin I-girder bridge with PC slab due to a set of twenty large-magnitude-smalldistance (LMSR) ground motions. Two types of bridge bearing supports were considered: (1) steel bearing and (2) rubber bearing with lead core. The MPA estimates were compared to reference ‘exact’ values computed by NL-RHA. The results show that the pushover analysis, despite considering only the fundamental ‘mode,’ can accurately estimate responses due to excitation in the longitudinal direction, but one ‘mode’ pushover analysis is inadequate when excitation is in the transverse direction. In this case, MPA can provide better estimates with bias less than 10% for the studied bridge. The bias in estimating deck rotations due to torsional vibration is larger than in estimating displacements of the deck, or drifts of column piers.การวิเคราะห์วิธีประวัติเวลาไมเชิงเส้นจัดเป็นวิธีที่ให้คำตอบถูกต้องที่สุดในการวิเคราะห์หาการตอบสนองของโครงสร้างต่อแผ่นดินไหวแต่วิธีนี้ทำได้เฉพาะวิศวกรที่มีความรู้ความชำนาญสูงเท่านั้นและใช้เวลา ในการคำนวณนานเกินไปไม่เหมาะที่จะใช้ในการออกแบบหรือประเมินโครงสร้างตามปกติ วิธีวิเคราะห์แบบสถิตไม่เชิงเส้นหรือวิธีแรงกระทำด้านข้าง จึงเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมมากกว่าถึงแม้จะให้คำตอบแบบประมาณซึ่งไม่ถูกต้องเท่าวิธีประวัติเวลาไม่เชิงเส้น งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงวิธีวิเคราะห์แบบสถิตไม่เชิงเส้น ซึ่งเดิมพัฒนาขึ้นมาใช้วิเคราะห์อาคารให้สามารถนำไปใช้ในการวิเคราะห์สะพานได้ ถึงแม้สะพานจะมีความซับซ้อนและต้องวิเคราะห์แบบ 3 มิติ เมื่อไม่นานมานี้ได้มีการพัฒนาให้วิธีวิเคราะห์แบบสถิตไม่เชิงเส้นมีความ ถูกต้องมากขึ้น ยกตัวอย่างเช่น วิธีแรงกระทำด้านข้างแบบแยกโหมด (modal pushover analysis, MPA) ซึ่ง พิจารณารวมผลการตอบสนองเนื่องจากโหมดที่สูงกว่าโหมดพื้นฐานด้วย รวมถึงวิธี MPA ที่ถูกปรับปรุง และวิธีแรงกระทำด้านข้างที่เป็นสัดส่วนกับมวล งานวิจัยนี้จึงเริ่มด้วยการเปรียบเทียบความถูกต้องของวิธีวิเคราะห์แบบสถิตไม่เชิงเส้นทั้ง 3 วิธีดังกล่าว เพื่อเลือกใช้วิธีที่ดีที่สุด โดยทดลองนำไปวิเคราะห์อาคารที่ยึดรั้งด้วยตัวยึดที่ถูกป้องกันไม่ให้โก่งเดาะซึ่งมีพฤติกรรมที่ดีเพราะไม่มีการเสื่อมถอยของกำลัง จากการเปรียบเทียบพบว่า วิธี MPA และวิธี MPA ถูกปรับปรุง มีความคลาดเคลื่อนต่ำกว่าวิธีแรงกระทำด้านข้างที่เป็นสัดส่วนกับมวล โดยวิธี MPA มีความยุ่งยากในการคำนวณน้อยกว่าจึงได้ถูกเลือกนำไปพัฒนาเพื่อใช้วิเคราะห์สะพาน งานวิจัยนี้เสนอวิธี MPA ใหม่ที่พิจารณาตำแหน่งของการกระจัดที่ใช้บ่งชี้การเคลื่อนที่ในแต่ละโหมด ตามลักษณะของรูปร่างโหมด โดย เลือกตำแหน่งที่มีการกระจัดสูงสุด เพื่อให้สามารถพิจารณารูปร่างการตอบสนองเช่น การเคลื่อนที่ในแนวดิ่ง หรือการบิดตัวของพื้นสะพานได้ จากนั้นทดลองนำวิธี MPA ที่เสนอใหม่ไปวิเคราะห์สะพานจริงแห่งหนึ่งที่ตั้งอยู่ในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นแบบที่ใช้คานหน้าตัด I คู่และปูพื้นด้วยแผ่นคอนกรีตอัดแรง ภายใต้แรง แผ่นดินไหว 20 คลื่นและพิจารณาสะพานแบบที่ใช้แท่นรองรับ 2 รูปแบบ คือ แบบเหล็กธรรมดา และแบบยางที่ มีแกนตะกั่ว ผลการวิเคราะห์ด้วยวิธี MPA ถูกนำไปเปรียบเทียบกับผลการวิเคราะห์ด้วยวิธีประวัติเวลาไม่เชิงเส้น พบว่า เมื่อแรงแผ่นดินไหวกระทำในทิศทางตามยาว วิธีวิเคราะห์แบบแรงกระทำด้านข้างให้คำตอบที่ถูกต้อง ถึงแม้จะพิจารณาเฉพาะโหมดพื้นฐาน แต่เมื่อแผ่นดินไหวกระทำในทิศทางขวาง การวิเคราะห์แบบแรงกระทำด้านข้างที่พิจารณาเฉพาะโหมดพื้นฐานจะมีความคลาดเคลื่อนมาก แต่ถ้าใช้วิธี MPA จะได้คำตอบที่ถูกต้อง มากกว่าโดยมีความคลาดเคลื่อนไม่เกินร้อยละ10 สำหรับสะพานในกรณีศึกษานี้ การประมาณค่าการบิดตัวของ พื้นสะพานจะมีความคลาดเคลื่อนมากกว่าการหาการกระจัดหรือการเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ระหว่างฐานกับยอดของเสาสะพา
การพัฒนาหลักสูตรฝึกอบรมสำหรับบุคลากรวัยทำงาน รองรับการจัดการความเสี่ยงและภัยพิบัติ: The Development of Training Program for Working Adults on Risk and Disaster Management
Get PDF งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความรู้ ทักษะ และคุณลักษณะที่จำเป็นสำหรับบุคลากรวัยทำงานในการจัดการความเสี่ยงและภัยพิบัติ และเพื่อพัฒนาหลักสูตรฝึกอบรมระยะสั้นสำหรับพัฒนาบุคลากรวัยทำงานรองรับการจัดการความเสี่ยงและภัยพิบัติ การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยเชิงคุณภาพ โดยกลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในงานวิจัยนี้ คือ ผู้บริหารบริษัทเอกชนขนาดกลางและขนาดใหญ่ ในเขตกรุงเทพมหานคร ที่มีประสบการณ์ทำงานในด้านการบริหารเป็นเวลาอย่างน้อย 5 ปี และมีส่วนรับผิดชอบการจัดการความเสี่ยงในองค์กร จากบริษัทเอกชนขนาดกลาง 3 ราย และขนาดใหญ่ 3 ราย รวมทั้งสิ้น 6 ราย ใช้วิธีการสัมภาษณ์เชิงลึก (In-depth interview) เป็นเครื่องมือในการรวบรวมข้อมูล ผลการวิจัยพบว่า ความรู้ที่จำเป็นสำหรับบุคลากรวัยทำงานในการจัดการความเสี่ยงและภัยพิบัติ คือ การจัดการความเสี่ยง การบริหารความต่อเนื่องทางธุรกิจ และกฎหมายเกี่ยวกับการจัดการความเสี่ยงและภัยพิบัติ ทักษะที่จำเป็นสำหรับบุคลากรวัยทำงานในการจัดการความเสี่ยงและภัยพิบัติ คือ ทักษะการสื่อสาร ทักษะการคิดวิเคราะห์ และทักษะการคิดอย่างเป็นระบบ คุณลักษณะที่จำเป็นสำหรับบุคลากรวัยทำงานในการจัดการความเสี่ยงและภัยพิบัติ คือ ความกระตือรือร้น วิสัยทัศน์ มองการณ์ไกล และความรอบคอบ ซึ่งใช้ข้อมูลความรู้ ทักษะ และคุณลักษณะในการพัฒนาหลักสูตรฝึกอบรมสำหรับบุคลากรวัยทำงานรองรับการจัดการความเสี่ยงและภัยพิบัติ โดยจะเป็นแนวทางสำหรับสถาบันการศึกษาในการพัฒนาบุคลากรวัยทำงานต่อไ
Seismic Shear Forces in Shear Walls of a Medium- Rise Building Designed By Response Spectrum Analysis
Get PDFAbstract. According to ASCE7-05, response spectrum analysis (RSA) procedure can be used to determine the seismic demands of the structures for the seismic design of any type of structures. However, this design procedure has been found to be inappropriate for medium-rise and high-rise buildings. This paper is aimed at verifying the RSA procedure prescribed in the current Thai seismic design code which is based on ASCE7-05 and proposing appropriate modification to the design shear force from RSA procedure. A 16-story medium-rise reinforced-concrete core-wall case-study building was first designed based on RSA procedure and then the non-linear response history analysis (NLRHA) was performed to determine the more accurate seismic demands of the structure. The results show that seismic shear demand of the shear wall from non-linear analysis is about 2 times the shear capacity of the wall designed by RSA procedure. This could lead to shear failure in the shear walls designed by RSA procedure. To avoid shear failure in the shear wall elements, the shear demands in the wall elements designed by RSA procedure needs to be amplified by a factor of 2, which is equivalent to reducing the response modification factor R = 5.5 in ASCE7-05 to R = 2.75 (for shear force in the shear wall only)
Application of Conditional Mean Spectrum in Nonlinear Response History Analysis of Tall Buildings on Soft Soil
Get PDFThe uniform hazard spectrum (UHS) and conditional mean spectrum (CMS) are commonly used as target spectra in selecting and scaling of records to be used in nonlinear response history analysis (NLRHA). When using CMS with tall buildings, CMS ground motions conditioned at multiple natural periods of the buildings should be considered. The application of CMS ground motions in NLRHA to estimate seismic demands for design of tall buildings located on soft-soil layers in Bangkok is investigated in this study. The seismic demands computed using multiple sets of CMS ground motions are compared with those computed using a single set of UHS spectral matching ground motions. Four existing tall buildings subjected to earthquake excitations in Bangkok were considered. The NLRHA was conducted using multiple sets of CMS ground motions, where periods of interest were considered at the periods closest to the periods of the first-three translational modes of the building in the direction of excitation. It was found that CMS ground motions conditioned at the higher-mode periods result in larger force demands than CMS ground motions conditioned at the fundamental period for some locations along the height of the building. The envelope of demands obtained by using multiple sets of CMS ground motions conditioned at different periods should be used in design but requires significant computational effort. Using UHS spectral matching ground motions can provide results close to such an envelope and reduce the computational effort significantly
Identification of dynamic properties of a flooded ballast layer using impact excitation technique and minimization algorithm
No full textAbstract In recent times, the railway sector has faced a pressing need to expand its railway network, resulting in the widespread adoption of ballasted tracks. These tracks are favored for their ease of construction, making them a cost-effective solution for the railway industry. However, with global warming causing more volatile weather conditions leading to multiple occurrences of flooding in Thai railway structures. Ballast dynamic properties play a crucial role in the analysis of the performance and safety of the railway system. In response to these challenges, this study investigates how flooding affects the dynamic behavior of ballasted track structures. The impact hammering method is frequently used to evaluate the dynamic properties of ballasted tracks. However, previous studies have often simplified the analysis by treating the sleeper-ballast system as a single-degree-of-freedom (SDOF) system. This simplification overlooks the spatial variability in the conditions of the ballast layer. To achieve a more accurate representation, our study employs a multi-degree-of-freedom (MDOF) model, which considers the variability in the stiffness properties of the sleepers. The model for the sleeper-ballast system is constructed based on Timoshenko beam theory resting on an elastic foundation. Simulation of flooding on the ballast layer is conducted using a self-built wooden and acrylic box containing a full-scale track structure. This paper utilizes an instrumented impact hammering method, allowing for a comprehensive assessment of the dynamic properties of the ballast layer. To identify the dynamic characteristics of the ballast, a minimization algorithm is applied. The findings of this research indicate that as the water level rises, the stiffness decreases. This study provides crucial insights into how flooding impacts the dynamic properties of ballasted tracks, offering insights that can be applied to enhance the safety analysis of ballasted tracks in the future
Evaluation of a Modified MPA Procedure Assuming Higher Modes as Elastic to Estimate Seismic Demands
Get PDFThe modal pushover analysis (MPA) procedure, which includes the contributions of all significant modes of vibration, estimates seismic demands much more accurately than current pushover procedures used in structural engineering practice. Outlined in this paper is a modified MPA (MMPA) procedure wherein the response contributions of higher vibration modes are computed by assuming the building to be linearly elastic, thus reducing the computational effort. After outlining such a modified procedure, its accuracy is evaluated for a variety of frame buildings and ground motion ensembles. Although it is not necessarily more accurate than the MPA procedure, the MMPA procedure is an attractive alternative for practical application because it leads to a larger estimate of seismic demands, improving the accuracy of the MPA results in some cases (relative to nonlinear response history analysis) and increasing their conservatism in others. However, such conservatism is unacceptably large for lightly damped systems, with damping significantly less than 5%. Thus the MMPA procedure is not recommended for such systems
