Experimental Studies of a Steel Frame Model With and Without Buckling-Restrained Braces

Abstract

This paper presents comparative experimental studies of a five-storey steel-frame model at a scale of 1/10 with, and without, buckling-restrained braces (BRBs). The building model was subjected to free vibration tests and shaking table tests. The latter were conducted using low-intensity white noise and seismic input. From the free vibration tests and shaking table tests with low-intensity white noise, it was found that the BRBs contributed a significant amount of damping. This happened to the model even at low levels of vibration. The shaking table tests with seismic input were conducted using seven earthquake records, taken in the lakebed zone of Mexico City with seismic intensities from pga=0.1g to 0.25g. At an intensity of pga=0.1g, the results show that the model fitted with BRBs had a significantly smaller response than the bare model, in terms of displacement, inter-storey drift, floor velocity and floor acceleration. The higher intensities were only applied to the model fitted with BRBs. The results indicate that the model with BRBs was able to withstand about 2.5 times the seismic intensity of the bare model, in terms of lateral displacement, inter-storey drift and Arias Intensity, as a measure of the energy contents of the movement. At the end of the tests, all BRBs were removed and the model remained in its original undamaged state.Keywords: buckling-restrained braces (BRBs); free vibration tests; shaking table tests; steel-frame model; lakebed zone of Mexico City RESUMENEste artículo presenta estudios experimentales en un marco de acero de cinco niveles, a escala natural de 1/10, con y sin contraventeos restringidos al pandeo (CRP). El modelo fue sometido a pruebas de vibración libre y en mesa vibradora. Estas últimas se realizaron con movimientos a base de ruidos blancos de baja intensidad y con movimientos sísmicos. De las pruebas de vibración libre y de mesa vibradora con ruidos blancos se encontró que los CRP incrementaron de manera muy importante el nivel de amortiguamiento en el modelo. Esto sucedió aun cuando el modelo se sometió a niveles de vibración baja que no generaron respuesta no lineal. Para las pruebas con movimientos sísmicos se utilizaron siete acelerogramas registrados en la zona del lago de la Ciudad de México, escalados a intensidades entre pga=0.1g y 0.25g, siendo pga la aceleración máxima de piso y g la aceleración de la gravedad. A la intensidad de pga=0.1g, los resultados muestran que el modelo equipado con CRP tuvo una respuesta mucho menor al caso sin CRP; esto en términos de desplazamientos, distorsión de entrepiso, velocidad y aceleraciones de piso. Las intensidades mayores fueron sólo aplicadas en el modelo con CRP. Los resultados indican que el modelo con CRP pudo acomodar hasta 2.5 veces más Artículo recibido el 17 de diciembre de 2015 y aprobado para su publicación el 7 de diciembre de 2016. Se aceptarán comentarios y/o discusiones hasta cinco meses después de su publicación.

Evaluación De La Fragilidad De Dos Soluciones De Rehabilitación Para Un Edificio Con Planta Baja Débil Dañado Durante El Sismo 19/S17

“…En el presente estudio se demuestra lo anterior mediante la evaluación de la fragilidad de un edificio de 5 niveles con PBD rehabilitado con las siguientes dos técnicas: 1) encamisado de concreto reforzado de las columnas de la planta baja (PB), y 2) inclusión de contravientos restringidos al pandeo (CRP) más encamisado de columnas con ángulos y soleras de acero, en la PB del edificio; en ambos casos fue necesario rehabilitar los muros de los niveles superiores mediante malla electrosoldada y aplanado. Los CRP han sido ampliamente estudiado en México debido a las ventajas que presentan para edificios tanto nuevos como existentes (Terán y Virto-Cambray, 2009;Guerrero et al, 2016aGuerrero et al, , 2016b.…”

Experimental Behaviour of a Low-Cost Seismic Energy Dissipation Device

“…Guerrero et al, 2017a & b;Fahnestock et al, 2007;Mazzolani et al, 2009;Di Sarno and Manfredi, 2012). As an example, Guerrero et al (2016a) conducted shaking table tests on a steel building model in Mexico, concluding that BRBs reduced inter-storey drift demands and input energy significantly. One of the main advantages of BRBs is that they can act as structural fuses, i.e.…”