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Evaluation of optimal FVDs for inter-storey isolation systems based on surrogate performance models
Bulletin of Earthquake Engineering ( IF 3.8 ) Pub Date : 2021-06-08 , DOI: 10.1007/s10518-021-01134-9
Marco Donà , Enrico Bernardi , Alberto Zonta , Ping Tan , Fulin Zhou

Inter-storey seismic isolation is increasingly gaining attention. One of the main related issues is the need to limit the relative displacement between substructure and superstructure, while maintaining a good seismic performance of the superstructure. As shown in some studies, fluid viscous dampers (FVDs) mounted in isolation systems are effective in reducing isolator deflection but can be harmful by amplifying inter-storey drifts and floor accelerations. Additionally, the effectiveness of FVDs for inter-storey applications was investigated only recently, and specific approaches for their optimisation and performance evaluation are missing. Therefore, this paper proposes a method for the optimal multi-objective design of FVDs, based on the definition of appropriate surrogate response models, which allows for rationally comparing the FVD effects for a wide range of dampers and structures. In particular, the optimal FVD parameters are provided in a dimensionless form, so that they can be predicted by design equations of general validity within the range of the structures analysed. This method is applied to a stock of regular structures with various vibration periods of superstructure, isolation and substructure, examining a linear and a non-linear isolation system and a set of natural records, in order to comprehensively assess the effects of FVDs and their non-linearity on the seismic performance of these structures. Finally, prediction models of optimal FVD parameters are provided based on the results obtained and are applied to three case studies as an example.



中文翻译:

基于代理性能模型的层间隔离系统最佳 FVD 评估

层间隔震越来越受到重视。主要相关问题之一是需要限制下部结构和上部结构之间的相对位移,同时保持上部结构良好的抗震性能。正如一些研究所示,安装在隔振系统中的流体粘性阻尼器 (FVD) 可有效减少隔振器偏转,但可能会放大层间漂移和地板加速度,从而造成危害。此外,最近才对 FVD 对层间应用的有效性进行了研究,并且缺少对其优化和性能评估的具体方法。因此,本文基于适当的代理响应模型的定义,提出了一种优化 FVD 多目标设计的方法,这允许合理比较各种阻尼器和结构的 FVD 效果。特别是,最佳 FVD 参数以无量纲形式提供,以便它们可以通过分析结构范围内的一般有效性设计方程进行预测。该方法应用于具有不同振动周期的上部结构、隔振和下部结构的常规结构的库存,检查线性和非线性隔振系统以及一组自然记录,以综合评估 FVD 的影响及其非-这些结构抗震性能的线性。最后,基于获得的结果提供了最佳 FVD 参数的预测模型,并以三个案例研究为例。最佳 FVD 参数以无量纲形式提供,因此它们可以通过分析结构范围内的一般有效性设计方程进行预测。该方法应用于具有不同振动周期的上部结构、隔振和下部结构的常规结构的库存,检查线性和非线性隔振系统以及一组自然记录,以综合评估 FVD 的影响及其非-这些结构抗震性能的线性。最后,基于获得的结果提供了最佳 FVD 参数的预测模型,并以三个案例研究为例。最佳 FVD 参数以无量纲形式提供,因此它们可以通过分析结构范围内的一般有效性设计方程进行预测。该方法应用于具有不同振动周期的上部结构、隔振和下部结构的常规结构的库存,检查线性和非线性隔振系统以及一组自然记录,以综合评估 FVD 的影响及其非-这些结构抗震性能的线性。最后,基于获得的结果提供了最佳 FVD 参数的预测模型,并以三个案例研究为例。该方法应用于具有不同振动周期的上部结构、隔振和下部结构的常规结构的库存,检查线性和非线性隔振系统以及一组自然记录,以综合评估 FVD 的影响及其非-这些结构抗震性能的线性。最后,基于获得的结果提供了最佳 FVD 参数的预测模型,并以三个案例研究为例。该方法应用于具有不同振动周期的上部结构、隔振和下部结构的常规结构的库存,检查线性和非线性隔振系统以及一组自然记录,以综合评估 FVD 的影响及其非-这些结构抗震性能的线性。最后,基于获得的结果提供了最佳 FVD 参数的预测模型,并以三个案例研究为例。

更新日期:2021-06-08
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