• Title/Summary/Keyword: 구조응답해석

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Seismic Response Analyses of the Structure-Soil System for the Evaluation of the Limits of the Site Coefficients (지반계수의 한계값 평가를 위한 구조물-지반체계에 대한 지진응답해석)

  • Kim, Yong-Seok
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.11 no.1 s.53
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    • pp.67-77
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    • 2007
  • Site coefficients in IBC and KBC codes have some limits to predict the rational seismic responses of a structure, because they take into account only the effect of the soil amplification without the effects of the structure-soil interaction. In this study, upper and lower limits of the site coefficients are estimated through the pseudo 3-D elastic seismic response analyses of structures built on the linear or nonlinear soil layers taking Into account the effects of the structure-soil interaction. Soil characteristics of site classes of A, B and C were assumed to be linear, and those of site classes of D and E were done to be nonlinear and the Ramberg-Osgood model was used to evaluate shear modulus and damping ratio of a soil layer depending on the shear wave velocity of the soil layer, Seismic analyses were performed with 12 weak or moderate earthquake records scaled the peak acceleration to 0.1g or 0.2g and deconvoluted as earthquake records at the bedrock located at 30m deep under the outcrop. With the study results of the elastic seismic response analyses of structures, new standard response spectrum and upper and lower limits of the site coefficients of $F_{a}\;and\;F_{v}$ at the short period range and the period of 1 second are suggested including the effects of the structure-soil interaction, and new site coefficients for the KBC code are also suggested.

Mitigating Seismic Response of the RC Framed Apartment Building Structures Using Stair-Installation Kagome Damping System (계단 설치형 카고메 감쇠시스템을 활용한 철근콘크리트 라멘조 공동주택의 지진응답 개선)

  • Hur, Moo-Won;Chun, Young-Soo;Lee, Sang-Hyun;Hwang, Jae-Seung
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.22 no.5
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    • pp.23-30
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    • 2018
  • Recently, there are highly interests on structural damping to improve resistance of seismic and wind. It has been frequently used hysteresis damping devices made of steel because of economic efficiency, construction, and maintenance. This paper presents the effective reduction of seismic response by using Kagome damping system(SKDS) in rahmen system apartment building. The proposed system is designed to be activated by the relative displacement between the building and the stairs. It is performed nonlinear dynamic analysis to review the effects of earthquake response reduction for the 20-stories rahmen framed apartment building. In the analysis of the SKDS system, the reduction of maximum response displacement, maximum response acceleration and layer shear force are compared with the seismic design, and the result show that allowable story displacement is satisfied with Korean Building Code (KBC 2016).

Comparison Impulse Response Method with Method of Characteristics for Transient Analysis in a Pipeline System with hydraulic devices (수리구조물이 부착된 관망에서의 천이류 해석에 대한 임펄스응답법과 특성선방법의 비교 연구)

  • Song, Yong-Seok;Jang, Il;Kim, Sang-Hyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1179-1183
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    • 2007
  • 관망 내에서 흐름의 연속 방정식과 운동량 방정식을 상 미분으로 전개하여 해석한 특성선 방법은 주로 가압 관망체계(Pressurized Pipeline System)에서의 부정류 해석(Unsteady Analysis)에 사용 된다. 그러나 이특성선 방법은 천이류 해석을 위한 관망 재구성 과정에서 Courant수 조건의 만족을 위한 관의 재배열에 천문학적인 계산용량과 시간이 필요하다는 단점이 있다. 이는 현장 적용 시 압력파 전파속도의 불확실성과 연계되어 상당한 장해요소가 되고 있다. 이에 대안적인 방법으로서 임펄스응답법이 개발되었다. 이는 경계지점에서 복소수 유량에 대한 복소수 수두의 비율로써 정의된 관망에서의 수리임피던스를 역퓨리에 변환에 적용하여, 주파수 영역의 수치를 시간 영역으로 변환하여 응답함수를 산출한 후, 산출된 응답함수와 구해진 경계지점에서의 유량과의 적분을 통하여 임의의 지점에서의 수두 및 유량을 계산하는 방법이다. 임펄스 응답법은 관 부속물관의 특성을 기술하는 수학적 표현의 난해함으로 인해 지금까지는 단일관에 대한 연구에만 국한되어 왔다. 본 연구에서는 임펄스응답법을 수리구조물이 부착된 관망에 적용하여 다양한 조건에서 천이류 분석을 시행하였다. 즉, 에어챔버 및 서지탱크와 같은 수리구조물을 각각에 대한 수리임피던스를 구하고, 가지관 및 통합 관성항으로 취급하여 수리구조물을 처리하였다. 그리고 이러한 결과를 특성선방법과 비교하여 그 적절성을 검증하였는데, 특성선 방법에 의한 모의 결과와 비교하였을 때, 일치하는 결과를 나타내었다. 임펄스응답법에 의한 모의 결과에서 감쇄효과를 과대평가하는 경향이 관찰되었다. 이는 임펄스 응답법의 가정에 기인한 것으로써 난류 상태의 흐름에서 상당한 불일치를 가져올 수 있으나, 수리 구조물에 의한 수격압이 감쇄되는 과정에서 대부분 흐름이 층류 상태로 전환된다고 가정 할 때는 상당한 적용성이 있다. 본 연구는 수리구조물이 부착된 관망의 해석함에 있어서 임펄스응답법의 적용이 가능함을 보였고, 이는 보다 복잡한 관망에서의 천이류 해석이 가능함을 시사한다.

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Analysis of Bifurcated Superstructure of Nonlinear Ocean System (비선형 해양시스템의 분기된 초구조에 대한 연구)

  • 마호성
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.1
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    • pp.96-106
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    • 1998
  • 본 연구에서는 복잡한 비선형시스템의 전체적 응답거동의 중요한 (그리고 잠재적으로 유익한) 특성을 상세히 분석하였다. 특히 강성도 및 여기력에 내재된 복잡한 비선형을 소유하는 수중다점계선해양시스템의 분기집합에 내재된 초구조와 혼돈거동의 가능경로에 대하여 해석적 및 수치적으로 분석하였다. 분기는 국부적 안정해석을 통하여 매개변수 영역상에서 확인되었으며, 정상 상태의 분기초구조는 수치해석을 통하여 밝혀졌다. 비선형정도와 해의 차원을 나타내는 공명수를 유도하였으며, 차수공명수를 통해 공명주위의 구조를 밝혔으며 열조화, 울트라조화, 울트라열조화 등과 같은 고도의 비선형 응답의 발생을 예측할 수 있음을 보였다. 결과에서 얻은 초구조는 시스템의 안정성과 이상끌개의 징후를 지배하는 메커니즘임도 밝혔다. 혼돈으로 가는 주기증가의 무한시퀀스에 대한 유연한 변환 외에 돌연한 격발(saddle에 의해 분리된 인접끌개의 충돌)로 인한 혼돈으로의 가능경로도 발견되었으며 이는 수치적으로도 입증되었다.

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Comparison of Approximate Nonlinear Methods for Incremental Dynamic Analysis of Seismic Performance (내진성능의 증분동적해석을 위한 비선형 약산법의 비교 검토)

  • Bae, Kyeong-Geun;Yu, Myeong-Hwa;Kang, Pyeong-Doo;Kim, Jae-Ung
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.12 no.1
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    • pp.79-87
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    • 2008
  • Seismic performance evaluation of structure requires an estimation of the structural performance in terms of displacement demand imposed by earthquakes on the structure. Incremental Dynamic Analysis(IDA) is a analysis method that has recently emerged to estimate structural performance under earthquakes. This method can obtained the entire range of structural performance from the linear elastic stage to yielding and finally collapse by subjecting the structure to increasing levels of ground acceleration. Most structures are expected to deform beyond the limit of linearly elastic behavior when subjected to strong ground motion. The nonlinear response history analysis(NRHA) among various nonlinear analysis methods is the most accurate to compute seismic performance of structures, but it is time-consuming and necessitate more efforts. The nonlinear approximate methods, which is more practical and reliable tools for predicting seismic behavior of structures, are extensively studied. The uncoupled modal response history analysis(UMRHA) is a method which can find the nonlinear reponse of the structures for ESDF from the pushover curve using NRHA or response spectrum. The direct spectrum analysis(DSA) is approximate nonlinear method to evaluate nonlinear response of structures, without iterative computations, given by the structural linear vibration period and yield strength from the pushover analysis. In this study, the practicality and the reliability of seismic performance of approximate nonlinear methods for incremental dynamic analysis of mixed building structures are to be compared.

Stochastic Analysis in the Generation of Floor Response Spectra for Liner Systems with Proportional Damping (추계학적(推計學的) 해석법(解析法)에 의한 선형비례감쇠(線形比例減衰) 시스템의 층응답(層應答)스펙트럼)

  • Park, Young Suk;Seo, Jeong Moon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.8 no.1
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    • pp.77-85
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    • 1988
  • A stochchastic analysis procedure of generating floor response spectra for proportionally damped linear systems subject to earthquake loading is presented. Theories of random vibration and mode acceleration method are used in the formulation of governing equations. The structure-oscillator interaction is not considered. It is assumed that the input motions and oscillator responses are stationary Gaussian processes with mean zero. The nonstationary characteristics of earthquake motion are incorporated in the peak factor which is based on Vanmarcke's theory. Floor response spectra for both resonance and non-resonance cases are calculated under the assumption that the peak factors for structure and oscillator are equal to that for ground response spectrum. The validity of this method is demonstrated by comparing the results obtained by proposed method with those by time history analyses. The results obtained by this method are conservative and accurate with tolerable precision. This method saves much computing time compared with time history analysis method.

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Theoretical Considerations in the Application of Impact Echo and Impulse Response Techniques to Integrity Tests on Drilled Shafts (I) (현장타설말뚝의 비검측공 건전도시험법에 관한 해석적 고찰 (I))

  • 이병식;이원구
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.17 no.5
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    • pp.97-105
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    • 2001
  • 현장타설말뚝의 건전도 평가에서 충격반향, 충격응답기법과 같은 비검측공 시험법을 적용하는 사례가 점차로 증가되는 추세에 있다. 비검측공시험법의 적용성을 체계적으로 평가하기 위해 수행된 일련의 연구결과 중에서 본 논문에서는 시험법의 결함탐지 능력을 평가하기 위해 수행된 해석적 연구결과에 관해 논한다. 이 연구에서는 시험법의 결함탐지능력에 대한 제반 영향인자 중에서 결함의 유형, 위치 및 크기의 영향을 평가하고자 하였다. 이를 위해서 여러 가지 조건에서 말뚝머리에 작용하는 충격하중에 대한 흙-말뚝 구조의 동적응답을 ABAQUS를 이용한 유한요소법으로 해석하였다. 이로부터 얻은 신호를 충격반향 혹은 충격응답기법으로 처리.분석하여 각 시험법의 결함탐지 능력을 평가해 보았다. 연구결과 이들 두 기법 모두 결함의 위치와 유형은 비교적 정확하게 탐지하는 것으로 나타났다. 그러나 충격응답기법을 이용하여 추정한 결함 크기는 신뢰도가 매우 낮았다. 이 문제를 해소하여 시험법의 적용성을 향상시키기 위해서는 측정된 동적응답신호를 이용하여 적절한 역계산 기법을 개발하여 적용할 필요가 있다는 결론을 얻었다.

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A Study on the Earthquake Response Characteristics of Steel Frames with Metallic Damper (강재 댐퍼를 부착한 철골조의 지진응답특성에 관한 연구)

  • Lee, Seung-Jae;Park, Jae-Seong;Oh, Sang-Hoon
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.11 no.2
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    • pp.119-127
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    • 2011
  • The purpose of this study is to propose damper system which is easy to design, which can ensure against risks, and to verify earthquake response characteristics. For this study, the pseudo dynamic earthquake response tests carried out for steel frames with metallic damper. As a result, in case of using the metallic damper as a vibration control device proposed by this study, the damper having higher stiffness than main-structure turned to the state of plasticity by little displacement has been proved to be able to absorb earthquake energy.

Dynamic Response Analysis of Baffled Fuel-Storage Tank in Turnaround Motion (선회운동에 따른 배플형 연료탱크의 동응답 해석)

  • 조진래;홍상일;김민정
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.16 no.1
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    • pp.77-86
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    • 2003
  • Dynamic response of baffled fuel-storage tank in turnaround motion is simulated using the ALE finite element method. Fuel-storage tank undergoes abrupt impact load caused by inertia force of internal fuel in turnaround motion. Also, large dynamic force and moment caused by this load influence structural stability and control system. In this paper, ring-type baffles are adopted to suppress the dynamic influence. Through the parametric analysis with respect to the baffle number and location, the effects of baffle on the dynamic response of baffled fuel-storage tank is analyzed. The ALE finite element method is adopted for the accurate and effective simulation of the hydrodynamic interaction between fluid and structure.

Verification of Nonlinear Numerical Analysis for Seismic Response of Single Degree of Freedom Structure with Shallow Foundation (비선형 수치해석을 통한 단자유도 얕은기초 구조물의 지진 응답특성 검증)

  • Choo, Yun-Wook;Lee, Jin-Sun;Kim, Dong-Soo
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.29 no.3
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    • pp.29-40
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    • 2013
  • Seismic response of single degree of freedom system supported by shallow foundation was analyzed by using nonlinear explicit finite difference element code. Numerical analysis results were verified with dynamic centrifuge test results of the same soil profile and structural dimensions with the numerical analysis model at a centrifugal acceleration of 20 g. Differences between the analysis and the test results induced by the boundary conditions of control points can be reduced by adding additional local damping to the natural born cyclic hysteretic damping of the soil strata. The analysis results show good agreement with the test results in terms of both time histories and response spectra. Thus, it can be concluded that the nonlinear explicit finite difference element code will be a useful technique for estimating seismic residual displacement, earthpressure etc. which are difficult to measure during laboratory tests and real earthquake.