Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea (한국지진공학회논문집)

Earthquake Engineering Society of Korea (한국지진공학회)
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Generation of Artificial Time History Earthquake Record Family using the Least Squares Fitting Method

최소오차 최적합화 방법에 의한 인공 시간이력 지진기록군의 생성

  • Published : 2008.10.31
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Abstract

Recently the necessity of time history analyses is increasing for the seismic analyses of a structure, and the seismic design provisions of IBC2003, ASCE and KBC2005 require the use of a minimum of seven earthquake records for the time history analyses. Earthquake records for the time history analyses could be selected from the database of the field-measured earthquake records having similar site conditions with the designed site, or from simulated sites satisfying the design spectrum. However, in this study seven earthquake records were generated using 50 earthquake records, classified as records measured at the rock, in the database of the Pacific Earthquake Research Center (PEER). Seven earthquake records were first selected by the least squares fitting method comparing the scaling factored response spectra with the specified design spectrum, and a family of seven artificial time history earthquake records was ultimately generated by multiplying scaling factors, which were calculated by the least squares fitting method and the SRSS averaging method, to the corresponding selected earthquake records.

최근 구조물의 지진해석에서 시간이력 지진해석의 필요성이 증대되고 있는데, 시간이력해석을 위해서는 최소7개의 지진기록을 사용하도록 IBC2003, ASCE와 KBC2005의 내진설계 기준에서 요구하고 있다. 시간이력 지진해석을 위해 지진기록의 선정은 주어진 대지 조건에 따른 설계스펙트럼을 만족하도록 시간이력 지진기록을 설계 지반조건과 유사한 지반에서 계측된 지진기록들 중에서 선정하거나 설계스펙트럼을 만족하는 인공지진기록을 생성하여 사용할 수 있지만, 이 연구에서는 절충적 방법으로 태평양지진연구센터(PEER) 데이터베이스에서 암반 지진기록으로 알려진 50개 계측지진기록을 이용하여 7개 인공 시간이력 지진기록을 생성하였다. 일차 조정계수를 곱한 지진응답스펙트럼이 목표설계스펙트럼에 최적합한 7개 지진기록을 선정하고, SRSS 평균값이 목표설계스펙트럼과 최소의 오차를 갖게 하는 최적합화법으로 구한 조정계수를 선정된 각 지진기록에 곱하여 7개 인공 시간이력 지진기록군을 생성하였다.

Keywords

References

  1. 대한건축학회, 건축구조설계기준 (KBC2005), 기문당, 2005, 597pp
  2. 김태호 외 3인, "초고층 구조물의 지진해석을 위한 설계지진파의 조정방법," 대한건축학회 학술발표대회 논문집, 제27권 제1호(통권 제51호), 2007.10.26-27, pp. 337-340
  3. International Building Code Council (IBC), 2003 International Building Code (IBC2003), 2002, pp. 301-343
  4. International Building Code Council (IBC), 2006 International Building Code (IBC2006), 2005, pp. 302-325
  5. ASCE, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, ASCE/SEI7-05, 2006, pp. 109-233
  6. Robert L. W., Earthquake Engineering, Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, N.J., USA, 1970, 518pp
  7. MIT, SIMQKE: A Program for Artificial Motion Generation, Dept. of Civil Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Nov. 1976, 65pp
  8. 연관희 외 3인, "위상특성을 반영한 인공지진파 작성'" 한국지진공학회, 2000년도 추계학술대회논문집, 2000년 9월, pp. 91-97
  9. 전대한,강호근,"설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진파의 작성과 응답특성의 분석," 대한건축학회논문집 구조계, 22권 5호(통권211호), 2006년 5월, pp. 121-128
  10. Naeim, F. et al. "Selection and Scaling of Ground Motion Time Histories for Structural design Using Genetic Algorithms," Earthquake Spectra, Vol. 20, No. 2, May 2004, pp. 413-426 https://doi.org/10.1193/1.1719028
  11. 이현호,한상환,이리형,"시간-이력해석을 위한 지진기록의 선정," 대한건축학회논문집 구조계, 15권 6호(통권128호), 1999년 6월, pp. 53-60
  12. PEER Strong Earthquake Data Base, http://peer.berkeley.edu/smcat/search.html/
  13. 김용석, "구조물의 시간이력 지진해석을 위한 암반지진기록의 특성분석," 한국지진공학회 논문집, 제12권 제1호(통권 제59호), 2008년 2월, pp. 89-95 https://doi.org/10.5000/EESK.2008.12.1.089
  14. Crandall, S. H. "Engineering Analysis: A Survey of Numerical Procedures," McGraw-Hill, 1956, 407pp