Inelastic condensed dynamic models for estimating seismic demands for buildings
Inelastic condensed dynamic models for estimating seismic demands for buildings
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用于估计建筑物抗震需求的非弹性凝聚动力模型
DOI：
10.1016/j.engstruct.2018.07.083
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发表时间：
2018
影响因子：
5.5
通讯作者：
Mirza, A.M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tehrani, M.H.;Harvey, P.S.;Gavin, H.P.;Mirza, A.M.
结构响应的计算效率模拟，如位移和层间漂移比，是基于性能的地震工程的核心。计算这些响应涉及潜在的耗时的非弹性结构行为的响应历史分析。为了克服这一负担，本文引入了一种新的非弹性模型凝结（IMC）过程。本文提出的方法是非迭代的，使用完整模型（在弹性范围内）的模态属性来压缩结构模型，使得压缩后的弹性模型在分析家指定的某些模态下保留完整模型的模态属性。然后，通过用滞回力代替层间弹性力，将完整有限元模型的非弹性行为纳入压缩模型。这些滞回力的参数很容易调整，以便在各种简单加载场景下将凝聚结构的非弹性行为拟合到完整模型的非弹性行为。通过对三种不同高度的不同地面运动强度的建筑结构进行模拟，验证了这种方法所得到的结构模型的保真度。该方法具有简单、准确和高效的特点，可以显著减轻基于性能的地震工程的计算负担。
Computationally-efficient simulations of structural responses, such as displacements and inter-story drift ratios, are central to performance-based earthquake engineering. Calculating these responses involves potentially time-consuming response history analysis of inelastic structural behavior. To overcome this burden, this paper introduces a new inelastic model condensation (IMC) procedure. The method presented here is non-iterative and uses the modal properties of the full model (in the elastic range) to condense the structural model such that the condensed elastic model preserves the modal properties of the full model at certain modes specified by the analyst. Then, by replacing the inter-story elastic forces with hysteretic forces, the inelastic behavior of the full finite element model is incorporated into the condensed model. The parameters of these hysteretic forces are easily tuned, in order to fit the inelastic behavior of the condensed structure to that of the full model under a variety of simple loading scenarios. The fidelity of structural models condensed in this way is demonstrated via simulation for different ground motion intensities on three different building structures with various heights. The simplicity, accuracy, and efficiency of this approach could significantly alleviate the computational burden of performance-based earthquake engineering.
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