• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-9
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• 2008

건축물의 지진응답해석에서 입력지진동은 구조물의 비선형 응답에 중요한 영향을 미치는 요소이다. 지진동의 특성은 표층지반의 성질과 국부적인 지반 조건에 따른 여러 가지 인자에 의해 그 특성이 결정되기 때문에 구조물의 지진응답해석에서 일반성을 갖는 입력지진동을 선정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 본 논문은 내진설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동파형을 작성한 후, 작성된 인공지진동에 의한 철근콘크리트 다층 골조구조물의 탄소성 응답특성을 분석한 것이다. 여기서 작성된 인공지진동파형은 과거 비교적 큰 규모의 지진에서 얻어진 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 감쇠정수 h=5%일 때의 내진설계용 스펙트럼과 거의 일치하도록 작성하였다. 입력지진동의 탄성 가속도 응답스펙트럼이 동일한반면, 각 입력지진동띄 위상특성이 다른 인공지진동을 입력하여 다자유도 골조 구조물의 지진응답을 분석하여 건축물의 내진설계용 지진동으로서 타당성을 확인하는 것이 목적이다. 본 논문에서 작성된 인공지진동은 기록지진동에 비해 지진응답치가 안정된 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 다층 골조구조물의 비선형 지진응답해석용 입력지진동으로 타당성이 높다고 사료되며, 비선형 지진응답해석용 입력지진동의 강도를 탄성 가속도 응답스펙트럼으로 규준화 하는 것이 합리적이라고 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.105-113
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• 2009

가새골조 성능을 개선하기 위해 연결부 (거싯 플레이트) 강도, 강성, 연성이 골조 디자인에 직접적으로 고려되어야 한다. 연결부의 강도는 지진력에 저항하도록 디자인 되어야하고 필요한 골조시스템의 연성을 확보하는데 기여해야한다. 그리고 연결부의 강성은 구조요소와 연결부의 동적 반응과 변위 요구에 영향을 준다. 이 논문에서 지난 실험 결과를 이용하여 거싯 플레이트 연결부에 대한 현 디자인 모델을 검토하고 평가한다. 현 디자인 모델은 연결부 디자인 가이드라인을 주기엔 적절하지 못하고 실제 거싯 플레이트의 응력과 변위 상태는 비선형이고 굉장히 복잡하다. 구조 디자이너들은 시스템과 연결부의 성능을 대략적으로 예측하기 위해 보와 기둥을 포함한 단순한 모델을 원한다. 이를 위해 단순화한 디자인 모델이 개발되고 평가된다. 이 모델은 비교적 정확하고 신뢰성 있는 연결부 강성 평가를 제공한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.473-480
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• 2011

반복적인 구조해석의 실행없이 부재 변위 기여도를 이용하여 부재 사이즈를 조절함으로써 건물의 변위를 만족시키는 재분배 기법은 실용적인 변위 설계법으로 인식되고 있다. 기존 연구에서 재분배 기법은 풍하중, 지진하중과 같은 횡하중을 받는 건물의 횡변위를 탄성범위 내에서는 효과적으로 제어할 수 있었으나, 재분배 기법에 따른 비탄성 성능 변화에 대한 연구는 미흡하였다. 본 연구에서는 재분배 기법에 의해 재설계된 구조물의 비탄성 성능변화를 확인하기 위해 7층 철근 콘크리트 전단벽-골조 시스템 예제에 재분배 기법을 적용하였다. 재분배 적용결과, 전단벽-골조 시스템의 상호작용 특성때문에 하층부에서는 전단벽의 물량이 증가하고 상층부에서는 골조의 물량이 증가하였다. 이러한 물량 재분배를 통해 초기 강성은 증가하였으며 연성 성능은 비슷한 수준으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.67-78
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• 2007

웨브강판의 상세에 따른 골조강판벽의 거동특성을 연구하기 위하여 실험 연구를 실시하였다. 실험체는 웨브강판에 스티프너를 사용하지 않은 3층 골조강판벽을 1/3 축소모델로 제작하였다. 주요 실험 변수는 골조와 웨브강판의 연결 상세로서, 용접접합과 볼트접합, 강판의 용접부위 및 길이, 연결강판벽이다. 골조강판벽 실험체들은 대체로 실험변수와 관계없이 우수한 강도, 변형능력 그리고 에너지소산능력을 나타냈다. 다만, 볼트접합을 사용한 강판벽은 강판의 전 모서리를 용접한 강판벽보다 다소 작은 변형능력을 나타냈다. 이러한 결과는 시공성과 경제성 향상을 위해 강판 구조성능의 큰 손실 없이 다양한 상세를 사용할 수 있음을 보여주었다. 본 연구의 실험결과와 해석결과를 토대로 다양한 상세를 갖는 강판벽 실험체의 강도 및 에너지소산능력을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.307-317
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• 2011

본 논문은 강풍대이면서 약진대에 위치하는 내풍설계된 초고층건물이 경험할 수 있는 잠재적 지진에 대한 내진성능평가를 통해서 탄성내진설계의 가능성을 검토하는 것이다. 최근에 가장 각광받고 있는 구조시스템인 초고층 철골대각가새골조를 내풍설계하고, 내풍설계과정에서 상당한 시스템초과강도가 유입됨을 확인하였다. 초고층 철골대각가새골조에 대하여 다양한 지반조건에 따른 응답스펙트럼해석과 내진성능평가를 수행하였다. 우리나라와 같이 강풍대에 위치하면서 약진대에 속하는 환경하에서 세장비 5.2이상의 초고층 철골대각가새골조는 500년 재현주기 지진동에 대해서는 탄성저항할 수 있음을 보여주었고, 세장비 6.9의 초고층 철골대각가새골조는 2400년 재현주기 지진동에 대해서도 탄성설계가 가능함을 확인하였다. 500년 재현주기 지진동에 대해서 초고층 철골대각가새골조는 부재수준에서 지반조건에 관계없이, 2400년 재현주기 지진동에 대해서도 $S_E$지반을 제외하고는 세장비 5.2이상의 모델에서 모두 "즉시거주" 수준을 나타내었다. 시스템수준에서 초고층 철골대각가새골조는 500년 재현주기 지진동에 대해서 세장비 5.2이상의 모델은 $S_A$와 $S_B$지반에서는 즉시거주, $S_C{\sim}S_E$ 지반에서는 "인명안전" 수준을 나타내었다. 2400년 재현주기 지진동에 대해서는 500년 재현주기보다 한 단계 낮은 내진성능수준을 보여주었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.70-78
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• 2023

보통중심가새골조는 단순한 설계절차를 갖는 이점이 있다. 이와 같은 이유로, 지진하중에 대한 내진성능이 다른 골조 시스템에 비해 크게 효과적이지 않음에도 불구하고 중간 또는 낮은 수준의 지진을 받는 소규모 골조 구조물에 널리 사용되어 왔다. 횡방향 지진 하에서 압축 거동에 대해 취약한 가새부재를 갖는 보통중심가새골조의 내진성능을 향상시키기 위해, 통상적으로 점성감쇠기에 의한 내진보강이 도입되어 왔다. 하지만, 점성감쇠기 자체는 일반적으로 구조물을 원래 위치로 복원시킬 수 있는 강성을 갖지 않는다. 이는 구조물에 잔류 변위를 유발시킬 수도 있다. 이 논문에서는 휨강성을 갖는 상·하부 보가 비선형-탄성 스프링 역할을 하여 외부 변위 이력을 받는 스프링-감쇠기 시스템을 원래 위치로 복원시키는 자가복원형 점성감쇠기 시스템이 개발되었다. 단순화된 골조 구조물에 대한 수치해석은 개발된 자가복원형 점성감쇠기 시스템을 포함할 경우 지진이 가해지는 동안 에너지 소산을 통해 어떻게 골조 구조물의 향상된 내진성능을 가져오는지 보여준다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.177-184
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• 2011

이 연구에서는 PC 구조의 단부를 연속으로 연결한 MRS(multi-ribbed moment resisting slab) 구조에 대한 해석 및 설계법을 제안하고자 하였다. MRS 구조에서는 더블티 부재가 역티보 위에서 부모멘트 철근에 의해서 연속으로 설계되므로, 부모멘트 철근이 좁은 지역에 밀집되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 선형 및 비선형 해석을 통하여 모멘트 분포 메커니즘을 분석하여, 적절한 설계법을 제시하였다. 또한 이 연구와 병행하여 실시한 실험 연구의 결과를 비선형상세 해석을 통하여 분석하였다. 그리고 단부구속효과 및 모멘트 재분배에 관한 연구를 위하여 비선형 골조 해석을 선택하여 변수별 연구를 수행하였다. 해석을 위한 재질 및 단면의 특성은 함께 진행된 실험 연구의 결과로부터 얻어졌으며, 비선형 골조 해석을 위한 소성힌지는 균열 모멘트, 공칭 모멘트, 부재 연성도 등의 값으로 모델링되었다. 선형 및 비선형 해석의 결과로부터 단부 회전 스프링과 부모멘트재분재를 통하여 MRS 구조의 단부 모멘트는 상당한 크기로 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.1-12
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• 2011

강구조 접합부 설계에 '전강도 접합' 개념이 도입됨에 따라 비선형 정적 해석의 결과를 이용한 설계가 주목을 받고 있다. 그러나 현재 실무에 적용하기에는 생소한 개념이어서 어려움이 있다. 또한 대부분의 기존 연구가 가상의 고층 구조물에 대한 내용 이어서 실제 대다수 설계가 이루어지는 중 저층 산업용 구조물에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구에서는 실제 진행 중인 중 저층 산업용 구조물의 비선형 정적 해석을 위한 간단 명료한 하중 패턴을 3차원 해석 모델에 대해 제시하여 해석을 수행하였고, 실무에서의 유용성을 위해 2차원 해석 모델에 대한 보다 간단한 하중 패턴을 제시하였다. 또한 해석 결과를 이용하여 접합부를 설계하는 과정에서 나타날 수 있는 문제점에 대해 비선형 정적 해석에 사용하는 힌지 특성을 간단한 유추를 통해 새롭게 제시하였다. 제시된 하중 패턴은 서로 다른 방법으로 구하였으나 동일한 결과를 보여 상호 신뢰성을 입증하였으며, 제시된 힌지 특성을 적용한 구조물의 해석 결과로부터 합리적인 결과를 얻어 그 타당성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.441-451
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• 2002

최근에 급증하고 있는 주상복합 건물은, 건물의 특징상 상부는 전단벽 구조, 하부는 라멘구조로 구성되는 경우가 많으며, 그 구조적 취약성을 고려하여 많은 연구자들에 의해 효율적인 해석방법이 연구되어 왔다. 그러나 이러한 일련의 연구성과는 지나치게 이론에 치우치거나, 전이층 해석에 필수적인 횡력에 대한 고려가 되어있지 않으며 실제 구조설계에 적용하기 어려운 비선형 프로그램을 사용하여 수행되어, 구조설계 실무에 적용하기는 매우 어려운 형편이다. 따라서 본 논문은 기존 구조해석 실무에서 전이층 해석시 통상 사용되어지는 방법과 정밀해석 모델의 비교분석을 통해 실무에서 적용되는 모델링 방법에서 주의해야 할 점을 도출하였다. 특히 실제 구조설계 실무에서 중력하중 뿐만 아니라 지진 하중 해석에서도 보다 정밀하고 간편하게 활용될 수 있는 제안모델을 제시하여 정밀해석 모델과, 기존실무에서 사용되는 해석방법과 비교, 분석함으로서 그 유용성을 확인하였다

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.131-140
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• 2004

본 연구의 목적은 재료 및 기하학적 비선형을 고려한 개선된 소성힌지 해석을 이용한 평면 강골조 시스템의 최적설계알고리즘 개발이다. 개발된 알고리즘을 이용하여 기둥의 유효길이계수(K-factor) 산정없이 골조의 최적설계를 수행하였다. 본 연구에서 2개의 파리미터를 이용한 다단계 이산화 최적화기법이 개발되어 적용되었다. 목적함수는 구조물의 중량을, 제약조건은 임계하중, 사용성, 유연성등이 고려되었다. 예제를 통해 개발된 프로그램의 효율성, 적용성, 유용성등을 보였다.