Numerical studies for a structural dynamic system are performed in Matlab and Simulink environments. Six different earthquakes filtered and corrected using Seismosignal software, are used as seismic loads during implementation. In the first part of this study, the fourth order Runge-Kutta based Matlab code (RK4M) and Simulink Model-Based Design (SMD) are appropriately developed. Both RK4M and SMD are used to solve the governing equations for single storey structure isolated by Lead Core Rubber Bearing (LCRB). The second part compares the developed modelling methods in terms of outputs’ accuracy and Time of Implementation (TI). It is shown that both methods agree well in terms of resulting floor accelerations and displacements with slight but justifiable average differences of only 1.3 and 0.98 % respectively; thus, indicating that any of these techniques can be adopted. However, concerning TI, it is observed that SMD is in general quicker to display results as compared to the developed RK4M, which is approximately 58s longer. This leads to suggesting that SMD can be more effective, particularly for earthquakes with long-duration, and most importantly for cases where time is a governing factor during implementation. Besides, long-period and long-duration earthquakes are observed to have particular influence on structural behaviour. This reveals a need for special consideration requirements that are currently not taken into account.

Численные исследования структурно-динамической системы проводятся в среде Matlab и Simulink. Шесть различных землетрясений, отфильтрованных и скорректированных с помощью программного обеспечения Сейсмосигнал, используются в качестве сейсмических нагрузок при реализации. В первой части этого исследования были соответствующим образом разработаны код Matlab на основе Рунге-Кутты четвертого порядка (RK4M) и модель Simulink Model-Based Design (SMD). Как RK4M, так и SMD используются для решения управляющих уравнений для одноэтажной конструкции, изолированной свинцовым сердечником резинового подшипника (LCRB). Во второй части сравниваются разработанные методы моделирования с точки зрения точности результатов и времени реализации (TI). Показано, что оба метода хорошо согласуются с точки зрения результирующих ускорений и перемещений с незначительными, но оправданными средними различиями всего в 1,3 и 0,98% соответственно; таким образом, это указывает на то, что любой из этих методов может быть принят. Однако, что касается TI, то наблюдается, что SMD в целом быстрее отображает результаты по сравнению с разработанным RK4M, который примерно на 58 секунд длиннее. Это позволяет предположить, что СМД может быть более эффективным, особенно для землетрясений с длительной продолжительностью, и, что особенно важно,для случаев, когда время является определяющим фактором при реализации. Кроме того, наблюдаются длительные и продолжительные землетрясения, которые оказывают особое влияние на структурное поведение.

• Effects of model-based design and loading on responses of base-isolated structures
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Defining Governing Equations
    • 2.2. RK4M Technique
    • 2.3. SMD Technique
    • 2.4. Numerical case study
  • 3. Results and Discussions
    • 3.1. Differences Between RK4M and SMD for the Resulting Responses of Structure
    • 3.2. Differences in TI for RK4M and SMD Methods
    • 3.3. Effect of Earthquake Nature on the Resulting Responses
  • 4. Conclusion

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 8 (92), 2019. — 1 файл (19,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-103.pdf>.