Published December 19, 2020 | Version v1
Publication Open

Multihazard Response Control of Base-Isolated Buildings under Bidirectional Dynamic Excitation

Creators

  • 1. Indian Institute of Technology Delhi
  • 2. Indian Institute of Technology Mandi

Description

The issues of safety and posthazard functionality of structures under multihazard scenarios are some of the significant challenges in the current dynamic and rapidly growing urban environment. In this paper, multistory base-isolated buildings are investigated under the independent multihazard scenario of earthquake and blast-induced ground motion (BIGM). Multistory building models equipped with five different types of isolation systems, namely, the laminated rubber bearing (LRB), lead-rubber bearing (N-Z system), pure friction (PF) system, friction pendulum system (FPS), and resilient-friction base isolator (R-FBI) are assessed under bidirectional multihazard excitations. The suitability of the isolation systems and their key parameters in protecting multistory buildings is evaluated. Furthermore, the influence of the superstructure characteristics, such as the superstructure damping and the number of stories, is also assessed. The effect of bidirectional hazards on fixed-base buildings is also presented for comparison. The key response quantities of base-isolated buildings are presented and compared for different isolation systems. Parametric investigations are also conducted, and the trends of the response quantities are presented to study the influence of important parameters of isolation systems in protecting the buildings under the multihazard scenario of earthquake and BIGM. The results of the investigation show that the behaviors of the buildings equipped with various isolation systems are different for the two hazards. Moreover, the influences of the key parameters of the isolation systems are found to be different for various hazards. Therefore, the selection of design parameters of isolation systems shall be made with due consideration of the influence of multiple hazards. Additionally, the influence of the properties of the superstructure, such as the number of stories and the damping of the superstructure, on the behavior of the base-isolated buildings under the multihazard loading, is presented.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تعد قضايا السلامة ووظائف ما بعد المخاطر للهياكل في ظل السيناريوهات متعددة المخاطر بعضًا من التحديات الكبيرة في البيئة الحضرية الحالية الديناميكية والمتنامية بسرعة. في هذه الورقة، يتم التحقيق في المباني المعزولة القاعدية متعددة الطوابق في إطار السيناريو المستقل متعدد المخاطر للزلازل والحركة الأرضية الناجمة عن الانفجارات (BIGM). يتم تقييم نماذج المباني متعددة الطوابق المجهزة بخمسة أنواع مختلفة من أنظمة العزل، وهي المحمل المطاطي الرقائقي (LRB)، ومحمل المطاط الرصاصي (نظام N - Z)، ونظام الاحتكاك النقي (PF)، ونظام بندول الاحتكاك (FPS)، وعازل قاعدة الاحتكاك المرن (R - FBI) تحت الاستثارة ثنائية الاتجاه متعددة المخاطر. يتم تقييم مدى ملاءمة أنظمة العزل ومعاييرها الرئيسية في حماية المباني متعددة الطوابق. علاوة على ذلك، يتم أيضًا تقييم تأثير خصائص البنية الفوقية، مثل تخميد البنية الفوقية وعدد القصص. كما يتم عرض تأثير المخاطر ثنائية الاتجاه على المباني ذات القاعدة الثابتة للمقارنة. يتم عرض كميات الاستجابة الرئيسية للمباني المعزولة الأساسية ومقارنتها بأنظمة العزل المختلفة. يتم أيضًا إجراء تحقيقات بارامترية، ويتم عرض اتجاهات كميات الاستجابة لدراسة تأثير المعلمات المهمة لأنظمة العزل في حماية المباني في ظل سيناريو المخاطر المتعددة للزلزال و BIGM. تظهر نتائج التحقيق أن سلوكيات المباني المجهزة بأنظمة عزل مختلفة تختلف باختلاف الخطرين. علاوة على ذلك، وجد أن تأثيرات المعلمات الرئيسية لأنظمة العزل تختلف باختلاف المخاطر. لذلك، يجب اختيار معايير تصميم أنظمة العزل مع إيلاء الاعتبار الواجب لتأثير المخاطر المتعددة. بالإضافة إلى ذلك، يتم عرض تأثير خصائص البنية الفوقية، مثل عدد الطوابق وتخميد البنية الفوقية، على سلوك المباني المعزولة القاعدية تحت التحميل متعدد المخاطر.

Translated Description (French)

Les problèmes de sécurité et de fonctionnalité postrisque des structures dans des scénarios multirisques sont quelques-uns des défis importants dans l'environnement urbain dynamique et en croissance rapide actuel. Dans cet article, les bâtiments isolés par une base à plusieurs étages sont étudiés dans le cadre du scénario multirisque indépendant du tremblement de terre et du mouvement du sol induit par l'explosion (BIGM). Les modèles de bâtiments à plusieurs étages équipés de cinq types différents de systèmes d'isolation, à savoir le palier en caoutchouc stratifié (LRB), le palier en caoutchouc au plomb (système N-Z), le système à frottement pur (PF), le système de pendule à frottement (FPS) et l'isolateur à base à frottement élastique (R-FBI) sont évalués sous des excitations bidirectionnelles multirisques. La pertinence des systèmes d'isolation et de leurs paramètres clés dans la protection des bâtiments à plusieurs étages est évaluée. En outre, l'influence des caractéristiques de la superstructure, telles que l'amortissement de la superstructure et le nombre d'étages, est également évaluée. L'effet des dangers bidirectionnels sur les bâtiments à base fixe est également présenté à des fins de comparaison. Les quantités de réponse clés des bâtiments isolés par la base sont présentées et comparées pour différents systèmes d'isolation. Des enquêtes paramétriques sont également menées, et les tendances des quantités de réponse sont présentées pour étudier l'influence des paramètres importants des systèmes d'isolation dans la protection des bâtiments dans le scénario multirisque de tremblement de terre et de BIGM. Les résultats de l'enquête montrent que les comportements des bâtiments équipés de différents systèmes d'isolement sont différents pour les deux dangers. De plus, les influences des paramètres clés des systèmes d'isolation sont différentes pour divers dangers. Par conséquent, la sélection des paramètres de conception des systèmes d'isolation doit être faite en tenant dûment compte de l'influence de dangers multiples. De plus, l'influence des propriétés de la superstructure, telles que le nombre d'étages et l'amortissement de la superstructure, sur le comportement des bâtiments isolés de la base sous la charge multirisque, est présentée.

Translated Description (Spanish)

Los problemas de seguridad y la funcionalidad posterior al riesgo de las estructuras en escenarios de múltiples riesgos son algunos de los desafíos importantes en el entorno urbano dinámico y de rápido crecimiento actual. En este documento, los edificios de varios pisos con aislamiento de base se investigan bajo el escenario independiente de múltiples riesgos de terremoto y movimiento de tierra inducido por explosiones (BIGM). Los modelos de edificios de varios pisos equipados con cinco tipos diferentes de sistemas de aislamiento, a saber, el cojinete de goma laminada (LRB), el cojinete de goma de plomo (sistema N-Z), el sistema de fricción pura (PF), el sistema de péndulo de fricción (FPS) y el aislador de base de fricción elástica (R-FBI) se evalúan bajo excitaciones multipeligro bidireccionales. Se evalúa la idoneidad de los sistemas de aislamiento y sus parámetros clave en la protección de edificios de varios pisos. Además, también se evalúa la influencia de las características de la superestructura, como la amortiguación de la superestructura y el número de pisos. El efecto de los peligros bidireccionales en los edificios de base fija también se presenta para su comparación. Se presentan las cantidades de respuesta clave de los edificios con base aislada y se comparan para diferentes sistemas de aislamiento. También se realizan investigaciones paramétricas, y se presentan las tendencias de las cantidades de respuesta para estudiar la influencia de parámetros importantes de los sistemas de aislamiento en la protección de los edificios bajo el escenario multipeligro de terremoto y BIGM. Los resultados de la investigación muestran que los comportamientos de los edificios equipados con varios sistemas de aislamiento son diferentes para los dos peligros. Además, se encuentra que las influencias de los parámetros clave de los sistemas de aislamiento son diferentes para varios peligros. Por lo tanto, la selección de los parámetros de diseño de los sistemas de aislamiento se realizará teniendo debidamente en cuenta la influencia de múltiples peligros. Adicionalmente, se presenta la influencia de las propiedades de la superestructura, como el número de pisos y la amortiguación de la superestructura, sobre el comportamiento de las edificaciones de base aislada bajo la carga multipeligro.

Files

8830460.pdf.pdf

Files (4.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1ad386d742bb8b1f56ca0600ec9c0130
4.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحكم في الاستجابة للمخاطر المتعددة للمباني المعزولة في ظل الإثارة الديناميكية ثنائية الاتجاه
Translated title (French)
Contrôle de la réponse multirisque des bâtiments isolés de la base sous excitation dynamique bidirectionnelle
Translated title (Spanish)
Control de Respuesta a Riesgos Múltiples de Edificios Aislados en la Base bajo Excitación Dinámica Bidireccional

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3113708778
DOI
10.1155/2020/8830460

Is supplement to
https://openalex.org/W3216497772 (Other)
https://openalex.org/W2969905193 (Other)
https://openalex.org/W2934979688 (Other)
https://openalex.org/W2900572260 (Other)
https://openalex.org/W2215343635 (Other)
https://openalex.org/W2176368881 (Other)
https://openalex.org/W2144244710 (Other)
https://openalex.org/W2078964828 (Other)
https://openalex.org/W2056216396 (Other)
https://openalex.org/W2012826523 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1508147193
  • https://openalex.org/W1515467621
  • https://openalex.org/W185910164
  • https://openalex.org/W1963680269
  • https://openalex.org/W1967946918
  • https://openalex.org/W1969402086
  • https://openalex.org/W1972340267
  • https://openalex.org/W1993758814
  • https://openalex.org/W2011579240
  • https://openalex.org/W2017170604
  • https://openalex.org/W2018989147
  • https://openalex.org/W2024001774
  • https://openalex.org/W2024535003
  • https://openalex.org/W2027528831
  • https://openalex.org/W2041402143
  • https://openalex.org/W2068483504
  • https://openalex.org/W2085051560
  • https://openalex.org/W2086210203
  • https://openalex.org/W2093415748
  • https://openalex.org/W2107361806
  • https://openalex.org/W2132348184
  • https://openalex.org/W2155353888
  • https://openalex.org/W2337608639
  • https://openalex.org/W2413259338
  • https://openalex.org/W2461372876
  • https://openalex.org/W2496251373
  • https://openalex.org/W2503196680
  • https://openalex.org/W2584742970
  • https://openalex.org/W2791442042
  • https://openalex.org/W2897865611
  • https://openalex.org/W2899253189
  • https://openalex.org/W2904738948
  • https://openalex.org/W2905512371
  • https://openalex.org/W2909369104
  • https://openalex.org/W2964505716
  • https://openalex.org/W2976313498
  • https://openalex.org/W3012321612
  • https://openalex.org/W3013336059