29
Page 1 of 29 1. Background In close collaboration with local partners, Earthquake Damage Analysis Center (EDAC) of BauhausUniversität Weimar initiated a TurkishGerman joint research project on Seismic Risk Assessment and Mitigation in the AntakyaMaraşRegion (SERAMAR). In this context, the instrumental investigation of buildings being representative for the study area becomes an essential part of the project to calibrate the models and to predict reliable capacity curves as well as scenariodependent damage pattern or failure modes. Based on different decision criteria, three multistory RC frame structures have been chosen and equipped with modern Seismic Building Monitoring Systems (BMS) each of which consists of four triaxial strongmotion accelerometers of type MR2002+. After a 2 year test period, first results from the permanent instrumentation are available and provide a preliminary basis to reinterpret the structural response under seismic action. Into the project one of these buildings (see Fig.1 and 2) will be investigated and measured data will be analyzed in detail. The main purpose of this project will be to apply as much of the theoretical background taught during the lessons on Earthquake Engineering and Structural Design and Seismic Monitoring. 2. Objectives of Project - The interpretation of the structural system in view of earthquake resistance (ERD). - The design and analysis of the structural system using the software ETABS Nonlinear for the given building layout with (a) and without (b) masonry infill walls. - The analysis of the instrumental vibration data in order to identify dynamic structural parameters. - The comparison of the experimentally gained results with outcomes of the structural analysis. - The proposal of strengthening and retrofitting measures.

1. Background - Structure Engineering and Earth Quake · PDF file1. Background In close ... Reliable predictions of the seismic response of building structures with infilled frames

  • Upload
    buidan

  • View
    213

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1 of 29

1. Background  In  close  collaboration  with  local  partners,  Earthquake  Damage  Analysis  Center  (EDAC)  of 

Bauhaus‐Universität Weimar  initiated a Turkish‐German  joint  research project on Seismic Risk 

Assessment and Mitigation in the Antakya‐Maraş‐Region (SERAMAR).  

 

In  this  context,  the  instrumental  investigation of buildings being  representative  for  the  study 

area becomes an essential part of  the project  to  calibrate  the models and  to predict  reliable 

capacity  curves  as  well  as  scenario‐dependent  damage  pattern  or  failure modes.  Based  on 

different decision criteria, three multistory RC frame structures have been chosen and equipped 

with modern Seismic Building Monitoring Systems (BMS) each of which consists of four triaxial 

strong‐motion accelerometers of type MR2002+. After a 2 year test period, first results from the 

permanent  instrumentation  are  available  and  provide  a  preliminary  basis  to  reinterpret  the 

structural response under seismic action.  

 

Into the project one of these buildings (see Fig.1 and 2) will be investigated and measured data 

will be analyzed in detail.  

 

The main purpose of this project will be to apply as much of the theoretical background taught 

during the lessons on Earthquake Engineering and Structural Design and Seismic Monitoring.  

 2. Objectives of Project  

- The interpretation of the structural system in view of earthquake resistance (ERD). 

- The design and analysis of the structural system using the software ETABS Nonlinear for 

the given building layout with (a) and without (b) masonry infill walls. 

- The analysis of the instrumental vibration data in order to identify dynamic structural 

parameters. 

- The comparison of the experimentally gained results with outcomes of the structural 

analysis. 

- The proposal of strengthening and retrofitting measures. 

 

 

 

Page 2 of 29

3.  Layout and Geometry  

 Figure 1. 5 storey building 

 

 Figure 2. Site plan 

Page 3 of 29

- story height (of each story)    : 3,00 m  - thickness of slabs      : 0,12 m  - thickness of stair and stair platform  : 0,15 m  - outer masonry infill walls    : 0,20 m  - inner masonry infill walls    : 0,20 m  

  

Grid Coordinate  

Y ‐ direction  X ‐ Direction Axes  [m]  Axes  [m] 1  ‐0.8  A  ‐0.8 2  0  B  0 3  0.7  C  0.9 4  2.7  D  2.2 5  4.05  E  3.65 6  4.6  F  4.375 7  5.35  G  5.1 8  6.1  H  5.8 9  6.75  I  7 10  7.35  J  7.7 11  7.75  K  11 12  8.325  L  14.3 13  9.025  M  15 14  9.625  N  15.95 15  10.375  O  16.9 16  10.825  P  17.625 17  11.275  Q  18.35 18  11.925  R  19.8 19  12.625  S  21.1 20  13.325  T  22 21  13.875 22  15.125 23  16.525 24  17.225 25  17.925 26  18.725 

 Table 1. Grid coordinate of structure 

   

Page 4 of 29

 Cross section of structure elements  

  

Figure 3. Cross section of elements 

Page 5 of 29

4. Material Properties   Reinforced Concrete : Young´s modulus  : 2,80e+07 kN/m²  Poisson ratio    : 0,2  Mass density    : 2,55 t/m³  Weight      : 25 kN/m³  Concrete Strength  : 25.000 kN/m²  Steel Strength    : 420.000 kN/m²   Masonry:  Young´s modulus  : 2.1e+6 kN/m²  Poisson ratio    : 0,15  Mass density    : 0,918 t/m³  Weight      : 9,0 kN/m³  Masonry Strength  : 0.60 MN/m²     5. Loads   

5.1 Dead Load and Live Load  

Based on the purpose of the project the following loads will be applied:     2,0 kN/m² on the roof as load for the roof construction   1,0 kN/m² on the floor slabs as load for interior etc.   

For the purpose of strengthening and retrofitting it’s necessary to apply loads according to the requirements from EC 1 and the application of the load combinations according to EC 8.  

 

  Figure 4. EARTHQUAKE ZONES ACCORDING TO THE TURKISH NATIONAL SPECIFICATIONS FROM 1998  

Page 6 of 29

5.2 Design spectra (acc. to EC 8) for Zone 1, Turkish earthquake zoning map   

To design a building to withstand earthquake loading according to EC 8 in the initial stage a design or demand spectrum must be established in order to calculate the horizontal forces the building will be subjected to. The design spectrum as specified in EC 8 depends on: the soil  type  the  structure  is  built  on,  the  order  of  earthquake  magnitude  (Surface  wave magnitude MS > or <= 5.5), the maximum ground acceleration to be expected at the site.   According  to  the Turkish Earthquake Zoning Map  in  the National Specifications  from 1998 (Fig.  6),  the  town  of  Antakya  is  located  in  zone  1,  which  poses  the  highest  demands regarding earthquake safety. The peak ground acceleration given for this zone is 40 % g, or 3.924 m/s2 (4 m/s2). For the design shall be used ground type B.  

 Ground Type 

S  TB (s)  Tc (s)  TD (s) 

A  1.00  0.15  0.40  2.00 B  1.20  0.15  0.50  2.00 C  1.15  0.20  0.60  2.00 D  1.35  0.20  0.80  2.00 E  1.40  0.15  0.50  2.00 

Table 2. Value for the response spectra type 1 (acc to EC.8)  

 Figure 5. Elastic design spectrum Euro Code 

 5.3 Time History Data 

 The  time  history  data  are  taken  from  seismograph measurement  which  was  placed  on basement. In this calculation, the channel 3 on basement and channel 1 on the top are used to have response spectra which is displayed as following graphs below: 

Page 7 of 29

 figure 6. Response Spectrum recorded from Top and Bottom Channel 

Page 8 of 29

  

  

Figure 7. Response Spectra from Matlab 

Page 9 of 29

6. Calibration of Response Spectra  According  to  the  Time History  data  above,  before  doing  Pushover with  ETABS  software, we should calibrate the response spectra which are produced by MATLAB and ETABS. If the result is relatively similar, it means, the material properties and dimension of structure are nearly reality.   

  

 Figure 8. Calibration of response spectra between Matlab and Etabs  

Page 10 of 29

7. Wall as structural elements  Reliable predictions of  the seismic  response of building structures with  infilled  frames are not possible without taking into account the effects of infills. Unfortunately, modern seismic codes, including Eurocode 8, neglect these effects or take them  into account to a very  limited extent. The main reason for this situation is the lack of a simple and robust numerical methodology for analysis and design of frame structures with infills.  According to FEMA 306, the diagonal braces for infill is calculated as following below: Effective width of diagonal (a)     Where:     tinf   = Thickness of infill panel and equivalent strut Eme  = Expected modulus of elasticity of infill material (2.10e+6) Efe  = Expected modulus of elasticity of frame material Icol  = Moment of inertial of column  

a hcol rinf Eme tinf Efe Icol hinf Linf

[m] [m] [m] [kN/m2] [m] [kN/m2] [m4] [m] [m]1 0.563 0.4335 3 3.57 2.10E+06 0.2 2.80E+07 0.0425 2.5 2.55 0.775 1.0002 0.485 0.6449 3 3.61 2.10E+06 0.2 2.80E+07 0.0087 2.5 2.60 0.766 0.999

0.475 0.6462 3 3.54 2.10E+06 0.2 2.80E+07 0.0086 2.5 2.50 0.785 1.0003 0.798 0.3629 3 4.72 2.10E+06 0.2 2.80E+07 0.0778 2.5 4.00 0.559 0.8994 0.693 0.3224 3 3.91 2.10E+06 0.1 2.80E+07 0.0683 2.5 3.00 0.695 0.984

λ Θ sin 2ΘBracing

 Table 3. Infill calculation 

  8. Period  

X Direction with infill

Y Direction with infill

X Direction without infill

Y Direction without infill

Mode Period Period Period Period1 0.518 0.518 0.521 0.5212 0.335 0.335 0.390 0.3903 0.326 0.326 0.377 0.3774 0.151 0.151 0.151 0.1515 0.096 0.096 0.107 0.1076 0.095 0.095 0.103 0.103

( ) 0.41 inf0.175 . .cola h rλ −=

1 4

inf1

inf

. .sin 24.me

fe col

E tE I h

λ⎡ ⎤Θ

= ⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

1 inf

inf

tanhL

− ⎛ ⎞Θ = ⎜ ⎟

⎝ ⎠

Page 11 of 29

9. Pushover Design  

9.1 Capacity Spectrum Method  

To use the capacity spectrum method it is necessary to convert the capacity curve, which is 

in terms of base shear and roof displacement to what is called a capacity spectrum, which is 

a  representation  of  the  capacity  curve  in  Acceleration‐Displacement  Response  Spectra 

(ADRS) format. The required equations to make the transformation are: 

 

 

 

 

 

Where: 

MPF1   = Modal Participation Factor for the first natural mode. α1   = modal mass coefficient for the first natural mode Wi/g   = mass assigned to level i φi1   = amplitude of mode 1 at level i N   = Level N, the level which is the uppermost in the main portion of the structure. V   = base shear W  = Building load weight plus likely live loads Δroof  = roof displacement (V and the associated Δroof make up points on the capacity curve Sa  = Spectral acceleration Sd  =  Spectral  displacement  (Sa  and  the  associated  Sd  make  up  points  on  the capacity spectrum 

  

9.2 Demand Spectrum 

The  general  process  for  converting  the  capacity  curve  to  the  capacity  spectrum,  that  is, 

converting  the  capacity  curve  into  the  ADRS  format,  is  to  first  calculate  the  modal 

participation factor (MPF1) and the modal mass coefficient a1 using equation above. Then 

for each point on the capacity curve, V, droof, calculate the associated point Sa, Sd on the 

capacity spectrum using equations above too. 

In the ADRS format,  lines radiating from the origin have constant period. For any point on 

the ADRS spectrum, the period, T, can be computed using  

2

1

21

1 1

i i iN N

ii i

i i

m

w mg

φα

φ= =

⎡ ⎤⎣ ⎦=⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥

⎣ ⎦⎣ ⎦

∑ ∑1

1 1 21

i i

i i

mMPF

γφ

= = ∑∑

1a bS Vg w α

=1 1

roofd

roof

SMPFϕ

Δ=

Page 12 of 29

2 22 4d d

a a

S ST TS S

π π= → =  

Then the spectral displacement is 2

24a

dT SS

π=  

When period  in the  inelastic displacement, the relation between spectral acceleration and 

displacement is 

2 2 22

2 22

9,81 0.2484 *42

a v v v a v v

d d dd

aa

S C C C S C x CSaSg T g g S SSSS

πππ= = → = → = =  

According to Euro Code 8 

* * *2.5*v g cC a S Tη=  

 

Figure 9. Illustration of Demand Spectrum 

 

 

9.3 Construction of Bilinear Representation of Capacity Spectrum 

 

A bilinear representation of the capacity spectrum is needed to estimate the effective damping 

and  appropriate  reduction  of  spectral  demand.  Construction  of  the  bilinear  representation 

requires definition of  the point  api  and dpi.  This point  is  the  trial performance point which  is 

estimated by the engineer to develop a reduced demand response spectrum. 

 

Page 13 of 29

If the reduced response spectrum  is found to  intersect the capacity spectrum at the estimated 

api,  dpi  point,  then  that  point  is  the  performance  point.  The  first  estimate  of  point  api,  dpi  is 

designated ap1, dp1, the second point ap2, dp2, and so on. 

 

 

figure 10. Illustration of bilinear calculation 

 

To calculate  the effective damping at several point around point d‘. Gradient pasca‐elastic 

from bilinear curve is computed by equation:  

Post yield slope = y

y

ddaa

−'

'

   

At point api, dpi , then the gradient of pasca‐elastic is computed by: 

Post yield slope = ypi

ypi

ddaa

−   

Because of gradient is constant, then:  

api = ( )( )

yy

ypiy add

ddaa+

−−'

'

 

Page 14 of 29

 Figure 11. Derivation of damping for spectral reduction 

 

 

Figure 12. Derivation of energy dissipated by Damping, ED 

ED = 4*(api.dpi – 2A1 – 2A2 – 2A3) 

  = 4*(apidpi – aydy – (dpi‐dy)(api‐ay) – 2dy(api‐ay)) 

  = 4*(aydpi – dyapi) 

According to the graph above,  

Eso = apidpi/2 

βo = ( )41

4 2y pi y pi

pi pi

a d d aa dπ

−  = 

( )63.7 y pi y pi

pi pi

a d d aa d

−          

Effective viscous damping is: 

βeff = 5+ kβ0 = ( )

pipi

piypiy

daadda −

+κ7.63

5                

Page 15 of 29

 

Spectral displacements, inchesdy d'

a'ay

Capacity spectrum

5% Damped response spectrum

Performance point

 Figure 13. Performance point 

 

Value for damping modification factor (κ) 

Structural Behavior Factor  β0  κ 

Type A 

≤ 16.25 

> 16.25 

1.0 

( )0.511.13 y pi y pi

pi pi

a d d da d

−−  

Type B 

≤ 25 

> 25 

0.67 

( )0.4460.845 y pi y pi

pi pi

a d d da d

−−

Type C  Any value  0.33 

Table 4. Value for damping modification factor (κ) 

 

9.4 Numerical Derivation of Spectral Reductions 

 

The equations for the reduction factors of acceleration (SRA) and velocity (SRV) are given by: 

( )3, 21 0,68ln2,12

effASR

β−=      

( )2,31 0, 41ln1,65

effVSR

β−=  

Page 16 of 29

Structural Behavior Type  SRA  SRv 

Type A   0.33   0.5  

Type B   0.44   0.56  

Type C   0.56   0.67  

Table 5. Structural behavior value 

 

 

Figure 14. illustration of Performance point determination 

 

When Period of 5% damped spectrum is in acceleration range, then 

 

 

When period (Ts) of 5% damped spectrum starts changing from constant acceleration range to 

constant velocity range, then 

 

 

 

 

 

 

( )a

s d

a

2SR *C .SR *C SR *CS 1v vv v v v= = = 2g T S 4π2π

Sd

g

S

⎡ ⎤⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

*v vs

a

SR CT

S=

2

2 2a s

d aS T

S Sπω

⎛ ⎞= = ⎜ ⎟⎝ ⎠

ds

a

ST = 2πS

2,5aA A

SSR C

g=

Page 17 of 29

9.5 Pushover Methods 

 

In  the general case, determination of  the performance point requires a  trial and error search. 

There are three different procedures that standardize and simplify this iterative process. These 

alternate procedures are all based on  the  same  concepts and mathematical  relationships but 

vary  in  their  dependence  on  analytical  versus  graphical  techniques.  These  procedures  are 

following below:  

1. Procedure A 

Procedure A is truly iterative, but is formula‐based and easily can be programmed into a 

spreadsheet.  It  is more an analytical method  than a graphical method.  It may be  the 

best method for beginners because it is the most direct application of the methodology, 

and consequently is the easiest procedure to understand. 

2. Procedure B 

Simplification is introduced in the bilinear modeling of the capacity curve that enables a 

relatively direct solution for the performance point with  little  iteration. Like procedure 

A, procedure B is more an analytical method than a graphical method. Procedure B may 

be a less transparent application of the methodology than procedure A. 

3. Procedure C 

Procedure C  is a pure graphical method  to  find  the performance point,  similar  to  the 

originally conceived capacity spectrum method, and is consistent with the concepts and 

mathematical relationships. It is the most convenient method for hand analysis. It is not 

particularly  convenient  for  spreadsheet  programming.  It  is  the  least  transparent 

application of the methodology. 

 

 

10 Push Over Results 

10.1 Structure with Infill 

10.1.1 X Direction  

10.1.1.1 Procedure A 

 

 

 

Page 18 of 29

Capacity Spectrum 

Point V d V/W MPF1 α1 Sa Sd T

0 0.00E+00 2.21E-05 0 1 1 0 2.21E-05 #DIV/0!1 3.78E+00 3.58E-05 0.0003 0.312 0.12 0.002255 0.000115 0.07212 7.64E+03 3.06E-02 0.5474 1.322 0.753 0.726943 0.023147 0.05713 1.47E+04 6.19E-02 1.057 1.319 0.757 1.39636 0.046929 0.05864 2.15E+04 9.43E-02 1.5443 1.317 0.756 2.042777 0.071602 0.05995 2.82E+04 1.27E-01 2.0239 1.313 0.755 2.680603 0.096497 0.06076 3.44E+04 1.58E-01 2.4685 1.311 0.754 3.273854 0.120366 0.0613  

 

Demand Spectrum 

T Sa/g Sd[sec] [m/s2] [m]

0.00 0.432 0.0000.05 0.648 0.0000.10 0.865 0.0020.15 1.081 0.0060.20 1.081 0.0110.25 1.081 0.0170.30 1.081 0.0250.35 1.081 0.0340.40 1.081 0.0440.45 1.081 0.0550.50 1.081 0.0680.55 1.009 0.0770.60 0.925 0.0840.65 0.854 0.0910.70 0.793 0.0980.75 0.740 0.1050.80 0.694 0.1120.85 0.653 0.1190.90 0.616 0.1260.95 0.584 0.1341.00 0.555 0.141  

1.05 0.528 0.1481.10 0.504 0.1551.15 0.482 0.1621.20 0.462 0.1691.25 0.444 0.1761.30 0.427 0.1831.35 0.411 0.1901.40 0.396 0.1971.45 0.383 0.2041.50 0.370 0.2111.55 0.358 0.2181.60 0.347 0.2251.65 0.336 0.2321.70 0.326 0.2391.75 0.317 0.2461.80 0.308 0.2531.85 0.300 0.2601.90 0.292 0.2671.95 0.285 0.2742.00 0.277 0.2812.05 0.264 0.2952.10 0.252 0.3102.15 0.240 0.3252.20 0.229 0.3402.25 0.219 0.3562.30 0.210 0.3722.35 0.201 0.3882.40 0.193 0.4052.45 0.185 0.4222.50 0.178 0.439  

2.55 0.171 0.4572.60 0.164 0.4752.65 0.158 0.4932.70 0.152 0.5122.75 0.147 0.5312.80 0.142 0.5512.85 0.137 0.5712.90 0.132 0.5912.95 0.128 0.6123.00 0.123 0.6323.05 0.119 0.6543.10 0.115 0.6753.15 0.112 0.6973.20 0.108 0.7203.25 0.105 0.7423.30 0.102 0.7653.35 0.099 0.7893.40 0.096 0.8123.45 0.093 0.8363.50 0.091 0.8613.55 0.088 0.8863.60 0.086 0.9113.65 0.083 0.9363.70 0.081 0.9623.75 0.079 0.9883.80 0.077 1.0153.85 0.075 1.0423.90 0.073 1.0693.95 0.071 1.0964.00 0.069 1.124

 

Page 19 of 29

 

 

ay  =  0.59dy  =  0.018517api  =  1.117852dpi  =  0.037035

�o  =  1.770721�  =  1

�eff  =  6.770721

SRA  =  0.900673

SRV  =  0.924746 

According to graph above, performance point is at intersection point which is: api = 1.1178 m/s2 dpi = 0.037 m 

          

Page 20 of 29

10.1.1.2 Procedure B  

dpi api βef f Sa/g βo

0.02 0.6323 5.4642 1.1633 0.4641540.04 1.2024 6.7683 1.0809 1.7682790.06 1.7725 6.5442 1.0939 1.544170.08 2.3426 6.2988 0.9269 1.2987550.1 2.9127 6.1075 0.8044 1.107466

0.12 3.4828 5.9613 0.7103 0.961262   

b eff SRA SRV Sa Ts Sd5 0.9979 1.0001 1.1975 0.5011 0.0762

10 0.7756 0.8278 0.9307 0.5337 0.067115 0.6455 0.7271 0.7746 0.5632 0.062220 0.5533 0.6556 0.6639 0.5925 0.0590

5.4642 0.9694 0.9780 1.1633 0.5044 0.07506.7683 0.9008 0.9248 1.0809 0.5133 0.07226.5442 0.9116 0.9332 1.0939 0.5119 0.07266.2988 0.9238 0.9427 1.1086 0.5102 0.07316.1075 0.9337 0.9504 1.1205 0.5089 0.0735

5.9613 0.9415 0.9564 1.1298 0.5079 0.0738   

5% 10% 15% 20%T Sd Sa/g T Sd Sa/g T Sd Sa/g T Sd Sa/g

1 0 0 1.1975 0 0.9307 0 0.7746 0 0.66392 0.5011 0.0762 1.1975 0.5337 0.0671 0.9307 0.5632 0.0622 0.7746 0.5925 0.0590 0.66393 0.6011 0.0914 0.9983 0.6337 0.0797 0.7838 0.6632 0.0733 0.6578 0.6925 0.0690 0.56804 0.7011 0.1066 0.8559 0.7337 0.0923 0.6770 0.7632 0.0843 0.5716 0.7925 0.0790 0.49645 0.8011 0.1218 0.7490 0.8337 0.1049 0.5958 0.8632 0.0954 0.5054 0.8925 0.0889 0.44076 0.9011 0.1370 0.6659 0.9337 0.1175 0.5320 0.9632 0.1064 0.4529 0.9925 0.0989 0.39637 1.0011 0.1522 0.5994 1.0337 0.1301 0.4805 1.0632 0.1175 0.4103 1.0925 0.1089 0.36018 1.1011 0.1674 0.5450 1.1337 0.1426 0.4381 1.1632 0.1285 0.3751 1.1925 0.1188 0.32999 1.2011 0.1826 0.4996 1.2337 0.1552 0.4026 1.2632 0.1396 0.3454 1.2925 0.1288 0.3043

10 1.3011 0.1978 0.4612 1.3337 0.1678 0.3724 1.3632 0.1506 0.3200 1.3925 0.1387 0.282511 1.4011 0.2130 0.4283 1.4337 0.1804 0.3465 1.4632 0.1617 0.2982 1.4925 0.1487 0.263612 1.5011 0.2282 0.3997 1.5337 0.1930 0.3239 1.5632 0.1727 0.2791 1.5925 0.1587 0.247013 1.6011 0.2434 0.3748 1.6337 0.2055 0.3040 1.6632 0.1838 0.2623 1.6925 0.1686 0.232414 1.7011 0.2586 0.3527 1.7337 0.2181 0.2865 1.7632 0.1948 0.2474 1.7925 0.1786 0.219415 1.8011 0.2738 0.3332 1.8337 0.2307 0.2709 1.8632 0.2059 0.2341 1.8925 0.1886 0.207916 1.9011 0.2890 0.3156 1.9337 0.2433 0.2569 1.9632 0.2169 0.2222 1.9925 0.1985 0.197417 2.0011 0.3042 0.2999 2.0337 0.2559 0.2442 2.0632 0.2280 0.2114 2.0925 0.2085 0.188018 2.1011 0.3194 0.2856 2.1337 0.2685 0.2328 2.1632 0.2390 0.2017 2.1925 0.2185 0.179419 2.2011 0.3346 0.2726 2.2337 0.2810 0.2224 2.2632 0.2501 0.1928 2.2925 0.2284 0.171620 2.3011 0.3498 0.2608 2.3337 0.2936 0.2128 2.3632 0.2611 0.1846 2.3925 0.2384 0.164421 2.4011 0.3649 0.2499 2.4337 0.3062 0.2041 2.4632 0.2722 0.1771 2.4925 0.2484 0.157822 2.5011 0.3801 0.2399 2.5337 0.3188 0.1960 2.5632 0.2832 0.1702 2.5925 0.2583 0.151723 2.6011 0.3953 0.2307 2.6337 0.3314 0.1886 2.6632 0.2943 0.1638 2.6925 0.2683 0.146124 2.7011 0.4105 0.2222 2.7337 0.3439 0.1817 2.7632 0.3053 0.1579 2.7925 0.2782 0.140925 2.8011 0.4257 0.2142 2.8337 0.3565 0.1753 2.8632 0.3164 0.1524 2.8925 0.2882 0.1360  

 

Page 21 of 29

T Sd Sa/g T Sd Sa/g T Sd Sa/g1 0 0 1.1633 0 0 1.0809 0 0 1.09392 0.5044 0.0750 1.1633 0.5133 0.0722 1.0809 0.5119 0.0726 1.09393 0.6044 0.0898 0.9709 0.6133 0.0862 0.9047 0.6119 0.0868 0.91514 0.7044 0.1047 0.8330 0.7133 0.1003 0.7779 0.7119 0.1010 0.78665 0.8044 0.1196 0.7295 0.8133 0.1143 0.6822 0.8119 0.1151 0.68976 0.9044 0.1344 0.6488 0.9133 0.1284 0.6075 0.9119 0.1293 0.61407 1.0044 0.1493 0.5842 1.0133 0.1424 0.5476 1.0119 0.1435 0.55348 1.1044 0.1642 0.5313 1.1133 0.1565 0.4984 1.1119 0.1577 0.50369 1.2044 0.1790 0.4872 1.2133 0.1705 0.4573 1.2119 0.1719 0.4620

10 1.3044 0.1939 0.4499 1.3133 0.1846 0.4225 1.3119 0.1861 0.426811 1.4044 0.2088 0.4178 1.4133 0.1987 0.3926 1.4119 0.2002 0.396612 1.5044 0.2236 0.3901 1.5133 0.2127 0.3667 1.5119 0.2144 0.370413 1.6044 0.2385 0.3657 1.6133 0.2268 0.3439 1.6119 0.2286 0.347414 1.7044 0.2533 0.3443 1.7133 0.2408 0.3239 1.7119 0.2428 0.327115 1.8044 0.2682 0.3252 1.8133 0.2549 0.3060 1.8119 0.2570 0.309016 1.9044 0.2831 0.3081 1.9133 0.2689 0.2900 1.9119 0.2712 0.292917 2.0044 0.2979 0.2928 2.0133 0.2830 0.2756 2.0119 0.2853 0.278318 2.1044 0.3128 0.2788 2.1133 0.2970 0.2626 2.1119 0.2995 0.265119 2.2044 0.3277 0.2662 2.2133 0.3111 0.2507 2.2119 0.3137 0.253120 2.3044 0.3425 0.2546 2.3133 0.3252 0.2399 2.3119 0.3279 0.242221 2.4044 0.3574 0.2441 2.4133 0.3392 0.2299 2.4119 0.3421 0.232222 2.5044 0.3723 0.2343 2.5133 0.3533 0.2208 2.5119 0.3563 0.222923 2.6044 0.3871 0.2253 2.6133 0.3673 0.2123 2.6119 0.3704 0.214424 2.7044 0.4020 0.2170 2.7133 0.3814 0.2045 2.7119 0.3846 0.206525 2.8044 0.4169 0.2092 2.8133 0.3954 0.1972 2.8119 0.3988 0.1991

5.46 6.77 6.54

  

T Sd Sa/g T Sd Sa/g T Sd Sa/g1 0 0 1.1086 0 0 1.1205 0 0 1.12982 0.5102 0.0731 1.1086 0.5089 0.0735 1.1205 0.5079 0.0738 1.12983 0.6102 0.0874 0.9269 0.6089 0.0879 0.9365 0.6079 0.0884 0.94404 0.7102 0.1018 0.7964 0.7089 0.1024 0.8044 0.7079 0.1029 0.81065 0.8102 0.1161 0.6981 0.8089 0.1168 0.7049 0.8079 0.1174 0.71036 0.9102 0.1304 0.6214 0.9089 0.1313 0.6274 0.9079 0.1320 0.63207 1.0102 0.1447 0.5599 1.0089 0.1457 0.5652 1.0079 0.1465 0.56938 1.1102 0.1591 0.5095 1.1089 0.1602 0.5142 1.1079 0.1610 0.51799 1.2102 0.1734 0.4674 1.2089 0.1746 0.4717 1.2079 0.1756 0.4751

10 1.3102 0.1877 0.4317 1.3089 0.1891 0.4356 1.3079 0.1901 0.438711 1.4102 0.2020 0.4011 1.4089 0.2035 0.4047 1.4079 0.2046 0.407612 1.5102 0.2164 0.3745 1.5089 0.2179 0.3779 1.5079 0.2192 0.380613 1.6102 0.2307 0.3513 1.6089 0.2324 0.3544 1.6079 0.2337 0.356914 1.7102 0.2450 0.3307 1.7089 0.2468 0.3337 1.7079 0.2482 0.336015 1.8102 0.2594 0.3125 1.8089 0.2613 0.3152 1.8079 0.2628 0.317416 1.9102 0.2737 0.2961 1.9089 0.2757 0.2987 1.9079 0.2773 0.300817 2.0102 0.2880 0.2814 2.0089 0.2902 0.2838 2.0079 0.2919 0.285818 2.1102 0.3023 0.2680 2.1089 0.3046 0.2704 2.1079 0.3064 0.272219 2.2102 0.3167 0.2559 2.2089 0.3190 0.2581 2.2079 0.3209 0.259920 2.3102 0.3310 0.2448 2.3089 0.3335 0.2470 2.3079 0.3355 0.248621 2.4102 0.3453 0.2347 2.4089 0.3479 0.2367 2.4079 0.3500 0.238322 2.5102 0.3596 0.2253 2.5089 0.3624 0.2273 2.5079 0.3645 0.228823 2.6102 0.3740 0.2167 2.6089 0.3768 0.2186 2.6079 0.3791 0.220024 2.7102 0.3883 0.2087 2.7089 0.3913 0.2105 2.7079 0.3936 0.211925 2.8102 0.4026 0.2013 2.8089 0.4057 0.2030 2.8079 0.4081 0.2044

6.30 6.11 5.96

  

Page 22 of 29

  According to graph above, performance point is at intersection point which is: api = 1.096 m/s2 dpi = 0.036 m 

  

        

Page 23 of 29

10.1.2 Y Direction 10.1.2.1 Procedure A 

  

ay = 0.6dy = 0.026996api = 1.19318dpi = 0.053992βo = 0.182048κ = 1βef f = 5.182048SRA = 0.986445SRV = 0.991193  

 

  

            

Page 24 of 29

 10.1.2.2 Procedure B 

 

  

According to graph above, performance point is at intersection point which is: api = 1.161 m/s2 dpi = 0.052 m 

  

  

Page 25 of 29

  

10.2 Structure without Infill 10.2.1   X Direction 10.2.1.1 Procedure A 

  

ay = 0.57dy = 0.022248api = 1.087105dpi = 0.044496βo = 1.549721κ = 1βef f = 6.549721SRA = 0.911317SRV = 0.932992  

 

  

        

Page 26 of 29

 10.2.1.2  Procedure B 

 

  

According to graph above, performance point is at intersection point which is: api = 1.066 m/s2 dpi = 0.044 m 

 

  

Page 27 of 29

10.2.2   Y Direction  

10.2.2.1 Procedure A  

ay = 0.58dy = 0.029311api = 1.112116dpi = 0.058622βo = 1.371347κ = 1βef f = 6.371347SRA = 0.920174SRV = 0.939853  

 

  

  

          

Page 28 of 29

10.2.2.2 Procedure B  

  

According to graph above, performance point is at intersection point which is: api = 0.932 m/s2 dpi = 0.047 m 

  

   

Page 29 of 29

11. Conclusions  

1. According to the all pushover results above, we could conclude and compare all the performance points for each condition as following below: 

 

api dpi api dpi api dpi

[m/s2] [m] [m/s2] [m] [m/s2] [m] api dpi api dpi

X Direction with infill

1.1180 0.0370 1.1179 0.0370 1.0960 0.0360 0.01% 0.00% 2.20% 0.10%

Y Direction with infill

1.1930 0.0550 1.1930 0.0539 1.1610 0.0520 0.00% 0.11% 3.20% 0.30%

X Direction without infill

1.1200 0.0460 1.0870 0.0440 1.0660 0.0440 3.30% 0.20% 5.40% 0.20%

Y Direction without infill

0.9390 0.0480 1.1120 0.0586 0.9320 0.0470 ‐17.30% ‐1.06% 0.70% 0.10%

Performance Point For All Possibilities

Etabs Procedure A Procedure B

Etabs and Proc A Etabs and Proc B

Expected Error

 

It can be clearly seen that the error margin between Etabs and manual calculation are nearly similar which is interpreted by error estimation value.  According to the regulation, the tolerance criterion is more less 5% than the exact result.  

2. Before working the pushover by ETABS, we should calibrate the response spectra which are generated by MATLAB and ETABS. The response spectra graphs should be nearly similar between each others. It can be done by modifying the material properties or stiffness of the structures in the ETABS.  

3. Procedure B is relatively more accurate than the procedure A even though it will speed a lot of time than the procedure A.  

4. Procedure C is recommended to be calculated as an additional comparison of the performance point results.  

5. According to the period table above, the structure with infill is much rigid than the structure without infill.