Displacements, damage measures and response spectra obtained from a synthetic accelerogram processed by causal and acausal Butterworth filters

Gundes Bakir, Pelin; Richard, J. Vaccaro

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자료유형: 학술저널

저자정보: Gundes Bakir, Pelin (Department of Civil Engineering, Istanbul Technical University) Richard, J. Vaccaro (Department of Electrical and Computer Engineering, University of Rhode Island)

저널정보: 테크노프레스 Structural engineering and mechanics : An international journal Structural engineering and mechanics : An international journal 제23권 제4호

발행연도: 2006.1

수록면: 409 - 430 (22page)

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The aim of this study is to investigate the reliability of strong motion records processed by causal and acausal Butterworth filters in comparison to the results obtained from a synthetic accelerogram. For this purpose, the fault parallel component of the Bolu record of the Duzce earthquake is modeled with a sum of exponentially damped sinusoidal components. Noise-free velocities and displacements are then obtained by analytically integrating the synthetic acceleration model. The analytical velocity and displacement signals are used as a standard with which to judge the validity of the signals obtained by filtering with causal and acausal filters and numerically integrating the acceleration model. The results show that the acausal filters are clearly preferable to the causal filters due to the fact that the response spectra obtained from the acausal filters match the spectra obtained from the simulated accelerogram better than that obtained by causal filters. The response spectra are independent from the order of the filters and from the method of integration (whether analytical integration after a spline fit to the synthetic accelerogram or the trapezoidal rule). The response spectra are sensitive to the chosen corner frequency of both the causal and the acausal filters and also to the inclusion of the pads. Accurate prediction of the static residual displacement (SRD) is very important for structures traversing faults in the near-fault regions. The greatest adverse effect of the high pass filters is their removal of the SRD. However, the noise-free displacements obtained by double integrating the synthetic accelerogram analytically preserve the SRD. It is thus apparent that conventional high pass filters should not be used for processing near-fault strong-motion records although they can be reliably used for far-fault records if applied acausally. The ground motion parameters such as ARIAS intensity, HUSID plots, Housner spectral intensity and the duration of strong-motion are found to be insensitive to the causality of filters.

#response spectra #signal processing #butterworth filters #strong-motion accelerograms #static residual displacement #signal to noise ratios #long period ground motion #synthetic accelerograms #causal/acausal filters #ARIAS intensity #HUSID plots #Housner spectral intensity #strong-motion duration

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이 논문의 저자 정보

Gundes Bakir, Pelin

소속기관 Department of Civil Engineering, Istanbul Technical University

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

논문수 1 이용수 1

Richard, J. Vaccaro

소속기관 Department of Electrical and Computer Engineering, University of Rhode Island

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

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