Das seitliche Kraftwiderstandssystem, in diesem Fall Stahlbetonkernwände eines 10-stöckigen Gebäudes, das aus Schwerkraftstützen und Scherwänden besteht, wurde linear (unter der Annahme eines linearen elastischen Materialverhaltens von Beton) und nichtlinear gerissen (unter Berücksichtigung des Materialverhaltens von Beton) unter seismische Belastung analysiert. Erst wurde die grundlegenden Methode der äquivalenten Seitenkraft zur Schätzung der seismischen Belastungen benutzt, später wurde die aktuelle Methode The Performance Based Seismic Design verwendet, bei der reale seismische Aufzeichnungen verwendet werden und die Beschleunigungen mithilfe der Software ETABS auf das Gebäude angewendet werden. Nach dem Anwenden der Beschleunigungen wurden die maximal resultierenden Kräfte und Verformungen bewertet. Das Gebäude wurde dann für die maximal resultierenden Kräfte ausgelegt.Der Inhalt des Hauptberichts ist:
- Allgemeine Beschreibung des Gebäudes, seismische Standortinformationen, Standortantwortspektren, Belastung und seismische Kräfte einschließlich Analyse des modalen Antwortspektrums.
- Lineares Design des Modells für Schwerkraft und seismische Belastungen, P-M-Wechselwirkungsdiagramme für den U-Querschnitt aus Stahlbeton, Entwurf einer Längs- und Schubbewehrung der Scherwände und des Koppelbalkens.
- Zwei Varianten des nichtlinearen Modells, bei denen die Kernwand (Scherwände) gemäß jeder Variante entworfen wird, wobei der Einfluss des Dämpfungsmodells auf das nichtlineare dynamische Verhalten sowie der Einfluss des Kopplungsstrahlmodells auf das nichtlineare dynamische Verhalten untersucht werden.
- Entwurfsüberprüfung, erst mit der Definition der Leistungsobjekte und Modell für die Zeitverlaufsanalyse. Es wurden zwei Leistungsziele untersucht: Vollbetriebs- und Lebenssicherheitsprüfungen.
- In zwei Fällen wurde eine zusätzliche Studie zur Reaktion von nicht strukturellen Elementen aufgrund seismischer Belastung durchgeführt: Überprüfung des Vollbetriebs und der Lebenssicherheit.
- Die Durchsetzungszeichnungen wurden fertiggestellt und dem Bericht beigefügt. Schlussfolgerung und Empfehlungen waren am Ende des Berichts. Dies ist wichtig für die Gesellschaft, da die verwendete Methode für die seismische Planung jedes Gebäudes verwendet werden kann. Es könnte ein Holzbau oder ein Mauerwerk sein. Die Gestaltung eines Mauerwerksgehäuses wird Gegenstand eines zukünftigen Forschungsprojekts sein.
Allgemeine Ziele: Lineare und nichtlineare seismische Bemessung von Stahlbetongebäuden unter Verwendung der 'seismischen Bemessung der Leistungsgrundlagen:Acknowledgement 4
PART I: General Information, Site and Loading 5
1. General Information About the Building 5
1.1. Specified Material Properties: 6
1.2. Site Information: 6
1.3. Geometry (Figure I.1): 7
2. Site Seismicity and Design Coefficients 7
2.1. USGS Results 7
2.2. Site Response Spectra 8
2.3. Design Coefficients And Factors For Seismic Force-Resisting Systems 8
3. Loading 9
3.1. Determination Of Seismic Forces 9
3.2. Modal Response Spectrum Analysis 9
3.3. Seismic Load Effects And Combinations 11
PART II: Core Wall Design - Linear Model 12
4. Model of ETABS 12
4.1. Geometry 12
4.2. Gravity Loads 13
4.3. Seismic Loads 15
4.4. Tabulated Selected Results From ETABS Analysis 16
5. P-M Interaction Diagrams 17
5.1. N-S Direction 17
5.2. E-W Direction 19
6. Lateral Force Resisting System, Linear 20
6.1. Longitudinal Reinforcement 20
6.2. Shear Reinforcement 22
6.3. Boundary Elements 24
6.3.1. Transverse Reinforcement Of Boundary Elements 26
6.4. Coupling Beams 27
7. Detailing 30
PART III: Site Response Spectra and Input Ground Motions 31
8. Performance Levels 31
8.1. ASCE 7-16 Target Spectra 31
8.2. Site Response Spectra 34
8.2.1. Ground Motion Conditioning 34
8.2.2. Amplitude Scaling 37
8.2.3. Pseudo Acceleration and Displacement Response Spectra 38
PART IV: Non-Linear Model 40
9. Variant 1 of Non-Linear Model 40
9.1. Complete Core Wall Design for Combined Axial-Flexure 40
9.2. Modal Analysis 43
9.3. Influence of the Damping Model on the Nonlinear Dynamic Response 49
10. Variant 2 of Non-Linear Model 57
10.1. Influence of the Coupling Beam Model on the Nonlinear Dynamic Response 57
10.2. Estimated Roof Displacement 68
PART V: Design Verification 70
11. General 70
11.1. Performance Objectives 70
11.2. Model For Time-History Analyses 71
11.3. Performance Level Verification 71
11.4. Fully Operational Performance Level Verification 71
11.5. Life Safety Performance Level Verification 78
PART VI: Capacity Design of Force Controlled Elements and Regions and Design of Acceleration-Sensitive Nonstructural Elements 87
12. General 87
12.1. Design Verification 87
12.1.1. Full Occupancy Case 87
12.1.2. Life Safety Case 91
12.1.3. Observations on Plots 93
12.2. Acceleration response spectra at roof level 94
12.2.1. Observations on Plots 95
12.3. Core Wall 97
12.4. Design Detail Comparison 103
12.5. Detailed Drawing 103
12.6. Diaphragm 104
12.7. Fire Sprinkler System 117
12.8. Overhanging Projector 119
PART VII: Conclusion 122 / Lateral Force Resisting System, in this case reinforced concrete core walls of a 10 story building consists of gravity columns and shear walls, has been analyzed in linear (assuming linear elastic material behavior of concrete) and nonlinear cracked (considering plastic material behavior of concrete) case, for seismic loading. Starting with the basic method of equivalent lateral force to estimate the seismic loads, then using the up to date method, The Performance Based Seismic Design, which uses real seismic records and apply the accelerations on the building using the software ETABS. After applying the accelerations, maximum resulted forces and deformations have been evaluated. The building then have been designed for the maximum resulted forces.
The contents of the main report are:
- General description of the building, site seismic information, site response spectra, loading and seismic forces including modal response spectrum analysis.
- Linear design of the model for gravity and seismic loads, P-M interaction diagrams developed for U cross section from reinforced concrete, designing longitudinal and shear reinforcement of the shear walls and coupling beam.
- Two variants of Nonlinear model, designing the core wall (shear walls) according to each variant, studying the influence of damping model on the nonlinear dynamic response, as well as the influence of the coupling beam model on the nonlinear dynamic response.
- Design verification, starting with defining the performance objects, and model for time history analysis. Two performance objectives have been studied: Fully operational and Life safety level verifications.
- Additional study was performed for the response of non-structural elements due to seismic loading in two cases: Fully operational and Life safety level verifications.
- Reinforcement Drawings have been finalized and attached to the report.
- Conclusion and recommendations was at the end of the report.
It is important for the society, because the used method could be used for the seismic design of any building. It could be wood building or masonry building. Designing a masonry building case will be the subject of future research project.
Overall objectives: Linear and Nonlinear seismic design of reinforced concrete building using the performance bases seismic design.:Acknowledgement 4
PART I: General Information, Site and Loading 5
1. General Information About the Building 5
1.1. Specified Material Properties: 6
1.2. Site Information: 6
1.3. Geometry (Figure I.1): 7
2. Site Seismicity and Design Coefficients 7
2.1. USGS Results 7
2.2. Site Response Spectra 8
2.3. Design Coefficients And Factors For Seismic Force-Resisting Systems 8
3. Loading 9
3.1. Determination Of Seismic Forces 9
3.2. Modal Response Spectrum Analysis 9
3.3. Seismic Load Effects And Combinations 11
PART II: Core Wall Design - Linear Model 12
4. Model of ETABS 12
4.1. Geometry 12
4.2. Gravity Loads 13
4.3. Seismic Loads 15
4.4. Tabulated Selected Results From ETABS Analysis 16
5. P-M Interaction Diagrams 17
5.1. N-S Direction 17
5.2. E-W Direction 19
6. Lateral Force Resisting System, Linear 20
6.1. Longitudinal Reinforcement 20
6.2. Shear Reinforcement 22
6.3. Boundary Elements 24
6.3.1. Transverse Reinforcement Of Boundary Elements 26
6.4. Coupling Beams 27
7. Detailing 30
PART III: Site Response Spectra and Input Ground Motions 31
8. Performance Levels 31
8.1. ASCE 7-16 Target Spectra 31
8.2. Site Response Spectra 34
8.2.1. Ground Motion Conditioning 34
8.2.2. Amplitude Scaling 37
8.2.3. Pseudo Acceleration and Displacement Response Spectra 38
PART IV: Non-Linear Model 40
9. Variant 1 of Non-Linear Model 40
9.1. Complete Core Wall Design for Combined Axial-Flexure 40
9.2. Modal Analysis 43
9.3. Influence of the Damping Model on the Nonlinear Dynamic Response 49
10. Variant 2 of Non-Linear Model 57
10.1. Influence of the Coupling Beam Model on the Nonlinear Dynamic Response 57
10.2. Estimated Roof Displacement 68
PART V: Design Verification 70
11. General 70
11.1. Performance Objectives 70
11.2. Model For Time-History Analyses 71
11.3. Performance Level Verification 71
11.4. Fully Operational Performance Level Verification 71
11.5. Life Safety Performance Level Verification 78
PART VI: Capacity Design of Force Controlled Elements and Regions and Design of Acceleration-Sensitive Nonstructural Elements 87
12. General 87
12.1. Design Verification 87
12.1.1. Full Occupancy Case 87
12.1.2. Life Safety Case 91
12.1.3. Observations on Plots 93
12.2. Acceleration response spectra at roof level 94
12.2.1. Observations on Plots 95
12.3. Core Wall 97
12.4. Design Detail Comparison 103
12.5. Detailed Drawing 103
12.6. Diaphragm 104
12.7. Fire Sprinkler System 117
12.8. Overhanging Projector 119
PART VII: Conclusion 122
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:72374 |
| Date | 06 October 2020 |
| Creators | Michel, Kenan |
| Contributors | University of California in San Diego, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:report, info:eu-repo/semantics/report, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | info:eu-repo/grantAgreement/Europäische Kommission/H2020 | MSCA-IF-GF/744332//Cracked and Inelastic Calculation of BRacing ELements/CIC-BREL |
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