Seismic vulnerability assessment of multi-degree-of-freedom systems based on total input energy and momentary input energy responses

摘要

Deux facteurs sont importants pour l'évaluation et la conception sismiques basées sur l'énergie induite : l'énergie sismique et l'énergie hystérèse. Les études précédentes sur l'évaluation et la conception sismiques basées sur l'énergie étaient généralement limitées aux structures à un seul degré de liberté (« SDOF »). Le but du présent article est de trouver un paramètre adéquat basé sur l'énergie pour estimer le potentiel de dommages causés par le mouvement du sol dans les charpentes en béton armé des systèmes à plusieurs degrés de liberté (« MDOF »). À cette fin, 40 charpentes en béton armé ordinaire ont été soumises à quatre différents séismes et ont été analysées. Les résultats indiquent que l'énergie induite instantanée maximale est un paramètre plus approprié que l'énergie induite totale maximale pour estimer les dommages aux structures dans les séismes de courte durée ou ceux dont le dommage principal aux structures survient aprés une courte durée de mouvement du sol. De plus, dans les séismes ayant une large plage de fréquence, la période prédominante de mouvement du sol dans le spectre de Fourier s'avère être la période correspondante à l'énergie d'entrée maximale.%In energy-based seismic evaluation and design, input energy as a seismic demand parameter and hysteretic energy are two important factors. Previous studies for seismic assessment and design based on energy approach have been generally limited to single-degree-of-freedom (SDOF) structures. The purpose of this paper is to find a suitable energy-based parameter for estimation of the damaging potential of ground motion in reinforced concrete frames of multi-degree-of-freedom (MDOF) systems. In this regard, 40 common reinforced concrete frames subjected to four different earthquakes have been analyzed. The results indicate that maximum momentary input energy is a more appropriate parameter than maximum total input energy for estimation of structural damage in short-duration earthquakes or those in which the major damage to structures happens within a short duration of ground motion. In addition, in earthquakes with a wide frequency range, the predominant period of ground motion in Fourier spectrum is shown to be the period corresponding to maximum input energy.