• 전산구조공학
• /
• 제10권1호
• /
• pp.37-45
• /
• 1997

대규모의 쉘 구조물 설계에서는 고정하중이 지배적이므로 구조물을 구성하는 부재단면은 거의 고정하중에 의해 결정되는 경우가 많다. 이미 보고된 정적하중에 대한 쉘의 좌굴에 관한 연구결과들이 말해주고 있듯이 구조물의 안전율이 어느정도 확보되어 있는가를 평가하는 일이 우선적으로 중요하다. 그러나 고정하중에 대한 안전율을 확보하여 설계된 쉘이 지진동을 받았을 경우 어떻게 거동할까, 어느정도의 지진동에 견딜 수 있는지를 조사하여 그 구조물의 내진성능을 파악하는 일은 설계상 반드시 필요한 일이라 생각된다. 지진응답에 관한 많은 연구들이 주로 수평지진동을 받는 구조물을 대상으로 하고 있다. 그러나 지진동은 원래가 3차원적인 것이고 따라서 직하형의 지진동을 받을 가능성도 있다. 특히 장span구조물은 상하지진동의 영향이 클 것으로 생각된다. 본 고에서는 상하지진동을 받는 단순지지된 편평쉘의 응답해석례를 소개하고자 한다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.65-75
• /
• 2006

건물의 지진응답을 평가하기 위하여 비선형 푸시오버 해석을 수행한다. 구조물의 비탄성 지진응답을 정확히 예측하기 위해서는, 비선형해석에 사용되는 층하중분포가 구조물의 시간이력 지진응답 동안 실제로 발생되는 지진하중분포를 나타낼 수 있어야 한다. 본 연구에서는 건축물의 지진하중분포를 예측하기 위하여 새로운 모드조합법을 개발하였다. 개발된 모드조합법에서는 모드조합계수를 곱한 각 모드의 스펙트럼응답을 조합하여 다수의 지진하중분포를 예측한다. 모멘트 골조와 켄틸레버 벽체에 대한 변수연구를 수행하였다. 변수연구 결과를 토대로, 각 고유모드가 구조물의 지진응답에 미치는 영향을 나타내는 모드조합계수를 정의하였다. 다양한 정형 및 수직 비정형 구조물에 대하여 제안된 계수모드조합법을 적용하였다. 그 결과 제안된 모드조합법은 시간이력 응답 동안 구조물에 실제로 발생되는 지진하중분포를 정확히 예측할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권12호
• /
• pp.57-71
• /
• 2021

잔교식 구조물은 상판을 말뚝 또는 기둥으로 지지하는 형식의 항만 구조물로서, 경사 말뚝을 설치하여 지진하중과 같은 수평하중을 부분적으로 축력으로 분담하도록 설계할 수 있다. 기준서에서는 잔교식 구조물 내진설계 시 예비 설계 방법으로 응답스펙트럼해석법을 활용하도록 설명하고 있으며, 응답스펙트럼 해석 시 말뚝을 가상고정점 방법 및 지반스프링 방법을 적용하여 모델링하도록 제시하고 있다. 최근 응답스펙트럼해석 시 구조물의 동적 응답을 적절히 모사하는 모델링 방법을 도출하기 위해 연직 말뚝으로 구성된 잔교식 구조물에 관한 몇몇 연구들이 수행되어 왔으나, 현재까지 경사말뚝이 적용된 잔교식 구조물에 대한 응답스펙트럼해석 관련 연구는 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 모델링 방법에 따른 내진성능을 평가하기 위해 동적원심모형실험과 더불어 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 실험 및 해석을 비교한 결과, 경사말뚝이 설치된 잔교식 구조물의 경우 실제 응답을 적절히 모사하기 위해 Terzaghi(1955)가 제시한 수평지반반력상수를 활용하여 모델링을 수행하는 것이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제5권3호
• /
• pp.5-18
• /
• 1989

본 연구에서는 구조물의 내진해석에 사용되는 입력운동을 1차원 파전파이론, Elsabee-Morray의 이론, 유한 요소이론을 이용하여 산출하여 상호비교 검토하였고 산정된 입력운동을 이용해서 구조 물의 응답을 유한요소 해석과 반무한체 해석을 이용하여 산정해서 역시 비교 검토하였다. 지반의 강성증가에 따른 입력운동과 구조물 응답의 변화를 고찰하기 위하여 Parametric Study를 수행하였으며 산출된 여러 이론들에 따른 구조물 응답결과를 내진규준에 따라서 산출된 구조물 응답과 비교하였다. 해석 결과는 Scattering Field 효과를 고려하지 않은채 산출된 입력운동이 Scattering Field 효과를 고려하여 얻어진 입력운동보다 약 2배 정도 크게 산출되어 결과적으로 입력운동의 차이에 따른 구조물응답이 상당한 차이를 보여 내진 설계시 이 효과를 무시할 수 없을 정도로 큼을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권4호
• /
• pp.319-327
• /
• 2017

본 연구에서는 콘크리트 석션식 지지구조물을 사용한 해상풍력발전시스템의 지진응답 해석을 수행하여 그 거동 특성을 파악한다. 전체 시스템을 RNA, 타워, 지지구조물로 구성된 구조계와 이에 접하고 있는 유체 및 지반의 부분구조로 분리하여 운동방정식을 유도한다. 구조계에 작용하는 유체의 동수압과 지반의 상호작용력을 산정하고, 이를 구조계의 운동방정식과 결합하여 전체 시스템의 지배방정식을 도출한 후, 이 방정식의 해를 구하여 해상풍력발전시스템의 지진응답을 계산한다. 해석 결과로부터 지반-구조물 상호작용은 콘크리트 석션식 지지구조물에 의해 지지된 해상풍력발전시스템의 지진응답을 크게 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 지반의 유연성으로 인해 시스템의 고차 고유모드 응답이 증가할 수 있으므로, 해상풍력발전시스템의 동적거동 산정 시에는 반드시 지반-구조물 상호작용의 효과를 고려하여야 할 것이다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.19-28
• /
• 2005

대공간의 쇼핑몰, 오피스 등과 같이 낮은 고유진동수를 가지는 구조물들은 사람의 활동에 의하여 큰 동적응답이 발생할 수 있다. 이러한 활동은 한 사람의 경우보다는 여러 사람에 의한 경우가 더 일반적이다. 본 연구의 목적은 구조물의 모드형상을 이용하여 보행자 전용 구조물과 같이 무리하중을 받는 구조물의 응답을 간단하게 평가하는 것이다. 이를 위하여 사람간의 상관관계가 고려된 무리하중을 받는 구조물의 응답에 관한 식을 유도하였다. 그리고 무리하중을 구성하는 개개의 하중의 연관성을 파악하기 위하여 두 개의 로드셀을 이용하여 하중간의 상관관계를 조사하였다. 구조물의 모드와 하중간의 상관관계에 대한 식을 이용하여 무리하중에 의한 응답을 구조물의 모드형상만으로 평가하는 방법을 제시하였다. 이 방법의 효율성을 확인하기 위하여 보와 바닥판의 예를 들어 무리하중을 동조시킨 경우와 그렇지 않은 경우에 대하여 응답을 평가하였으며 마지막으로 실제 사용중인 구조물을 대상으로 무리하중을 동조시킨 경우와 그렇지 않은 경우에 대하여 응답을 계측하고 이를 제시한 방법과 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.203-213
• /
• 2004

본 연구에서는 최상층에 설치된 연결교량과 두 건물의 연결부에 점탄성감쇠기 (Viscoelastic Dampers, VED)를 설치하여 지진에 의한 연결된 건물의 응답을 저감하는 방법에 대해서 연구하였다. 제안된 방법의 적용성을 백작잡음하중에 대한 2자유도계 구조물의 RMS (root-mean-squared) 응답을 통하여 검토한 후, 점탄성감쇠기의 크기변화에 따른 응답 감소 효과를 분석하기 위해 다양한 층수의 연결된 구조물에 대하여 지진응답 해석을 수행하고, VED 설치 전후의 최대변위, 소성힌지 분포, 잔류변위 등을 비교하였다. 해석결과에 따르면, 구조물의 응답을 최소화하는 점탄성감최기의 적정 크기가 존재하며, 연결된 두 구조물의 고유주기의 차이가 증가할수록 점탄성감쇠기의 진동제어 효과가 커진다는 것을 알 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권4호
• /
• pp.89-95
• /
• 2003

본 논문에서는 시간영역에서의 응답을 이용하여 복잡한 트러스의 구조물에서 발생할 수 있는 손상의 위치와 크기를 추정할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 일정한 시간동안 획득한 응답데이터를 각 부재별 평균 변형에너지를 구하기 위하여 공간적으로 확장하였다. 이렇게 확장된 평균 변형에너지는 다시 손상 지표를 구축하는데 사용하였으며, 손상 지표는 손상 전과 손상 후의 구조물의 강성의 비이다. 본 논문에서 제안한 방법론의 타당성은 유한요소 모델로 손상을 모의하고 이로부터 얻은 응답데이터를 적용하여 입증하였다. 또한 응답데이터에 노이즈를 추가하여 노이즈가 제안한 알고리즘에 미치는 영향도 분석하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제11권3호
• /
• pp.199-212
• /
• 1998

본 연구에서는 기설구조물에 대한 손상도 추정기법과 내진능력평가 방법에 대하여 연구하였다. 구조물의 손상도를 추정하는 방법으로는 소수의 계측 데이터를 이용한 모드섭동법(inverse modal perturbation)을 이용하였다. 구조물의 손상은 강성행렬의 감소로 표현하여, 각 요소행렬에 대한 손상을 손상지수를 사용하여 나타내었다. 구조적 손상과 이에 기인한 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 섭동방정식으로부터 구한 후, 이로부터 손상지수와 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 유동하였다. 따라서 손상 전과 후에서 구조물의 고유진동수와 모드형상을 측정하여 섭동식의 해를 구함으로써 구조물의 강성행렬의 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하게 된다. 손상도 추정에 의해 평가된 강성의 변화량에 기인한 손상 후의 기설구조물의 지진응답, 내진능력과 지진손상도의 평가를 손상전과 비교하였다. 내진능력은 구조부재에서 회전연성도 능력의 경험식을 이용하여 평가하였고, 지진손상도의 평가는 가장 많이 사용되는 방법인 Park & Ang 방법을 사용하였다. 예제해석은 다른 지진하중을 받는 2층과 8층의 예제구조물에 대해서 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권6호
• /
• pp.383-390
• /
• 2020

유연한 지반에 놓인 액체저장탱크의 지진 거동은 유체-구조물-지반 상호작용에 의해 복잡하게 나타나므로, 이 시스템의 지진응답과 피해를 정확하게 예측하기 위해서는 이를 엄밀히 고려하여야 한다. 이 연구에서는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 수행하고 그 응답 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 지진하중 작용 시 발생하는 유체의 동수압력 및 지반과 구조물 간의 상호작용력을 유한요소 기법을 사용하여 산정한다. 이때, 반무한 지반에서의 에너지 방사를 고려하기 위해 mid-point integrated finite element와 점성 감쇠기를 사용하여 지반 원역의 거동을 모사한다. 이와 같이 산정된 동수압력과 지반-구조물 상호작용력을 구조물의 유한요소에 작용시킨다. 자유장 해석을 통하여 입사 지진파에 의한 유효 지진력을 산정한다. 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 지진응답 해석을 통하여 지반-구조물 상호작용의 효과로 인해 시스템 응답의 변화가 다양하게 나타남을 확인할 수 있다. 그러므로, 유연한 지반에 놓인 직사각형 액체저장탱크의 내진설계를 수행하거나 내진성능을 검토할 때는 유체-구조물-지반 상호작용을 엄밀히 고려하여야 할 것이다.