A general earthquake resistant design philosophy of ductile frame buildings allows beams to form plastic hinges adjacent to beam-column connections. In order to carry out this design philosophy, the ultimate bond or shear strength of the beam should be greater than the flexural yielding force and should not degrade before reaching its required ductility. The behavior of RC members dominated by bond or shear action reveals a dramatic reduction of energy dissipation in the hysteretic response due to the severe pinching effects. In this study, a method was proposed to predict the deformability of reinforced concrete members with short-span-to-depth-ratios, which would result in bond failure after flexural yielding. Repeated or cyclic loading produces a progressive deterioration of bond that may lead to failure at lower cyclic bond stress levels. Accumulation of bond damage is caused by the propagation of micro-cracks and progressive crushing of concrete in front of the lugs. The proposed method takes into account bond deterioration due to the degradation of concrete in the post yield range. In order to verify bond deformability of the proposed method, the predicted results were compared with the experimental results of RC members reported in the technical literature. Comparisons between the observed and calculated bond deformability of the tested RC members showed reasonably good agreement.
The Journal of Sustainable Design and Educational Environment Research
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v.17
no.2
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pp.11-21
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2018
This study suggests desirable disaster safety education curriculum through analyzing the operational status of the school disaster safety management training course and demand survey of school staff. First, the problem of the disaster safety training course of the school is not connected with the lack of law and system and the school disaster safety job. Second, improvement of law and system and variety of training should be made to acquire professional knowledge. Third, it is necessary to divide curriculum into the following four categories, according to educational needs of public officials ; Educational administration officers course focused on facility safety, maintenance and disaster countermeasure. Educational officials in technical post course addressing approval and permission of school facility projects, seismic reinforcement of school building, etc. Educational supervisors course covering roles and responsibilities of the school safety supervisors in the event of disaster. Teaching staffs course focused on safety instructions for students. Fourth, it is found that lectures and experiential learning methods are the most desirable methods of teaching and learning, and the major ranks are earthquake disaster, fire, gas, typhoon, school road, and electrical safety.
The cyclic behavior and energy dissipation mechanism of short coupling beams with various reinforcement layouts were studied. For numerical analysis of coupling beams, nonlinear truss model was used. The results of numerical analysis showed that the coupling beams with conventional reinforcement layout showed pinched cyclic behavior without significant energy dissipation, whereas the coupling beams with diagonal reinforcement exhibited stable cyclic behavior without pinching. The energy dissipation of the coupling beams was developed mainly by diagonal reinforcing bars developing large plastic strains rather than concrete which is a brittle material Based on this result, simplified equations for evaluating the energy dissipation of coupling beams were developed. For verification, the predicted energy dissipation was compared with the test results. The results showed that the simplified equations can predict the energy dissipation of short coupling beams with shear span-to-depth ratio less than 1.25 with reasonable precision, addressing various design parameters such as reinforcement layout, shear span-to-depth ratio, and the magnitude of inelastic displacement. The proposed energy equations can be easily applied to performance-based seismic evaluation and design of reinforced concrete structures and members.
Park, Hong Gun;Lee, Ho Jun;Park, Sung Soon;Kim, Sung Bae
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.26
no.1
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pp.55-68
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2014
In this study, the beam-to column connections of concrete-encased-and-filled steel tube columns were tested under cyclic loading. Two specimens using steel beams and two specimens using precast concrete beams were tested. The dimension of the column cross section was $670mm{\pm}670mm$. The beam depths were 488mm and 588mm for the steel beams and 700mm for the precast concrete beams. The longitudinal bar ratios of the precast concrete beams were 1.1% and 1.5%. For the connections to the steel beams, continuity plates were used in the tube columns. For the connections to the PC beams, couplers were used for beam re-bar connections. The test results showed that except for a specimen, deformation capacities of the specimens were greater than 4% rotation angle, which is the requirement for the Special Moment Frame. Particularly, specimens using precast concrete beam showed excellent performances in the strength, deformation, and energy dissipation.
In this study, verification of the nonlinear effective stress analysis is performed for introducing performance based earthquake resistance design of port and harbor structures. Seismic response of gravitational caisson quay wall in numerical analysis is compared directly with dynamic centrifuge test results in prototype scale. Inside of the rigid box, model of the gravitational quay wall is placed above the saturated sand layer which can show the increase of excess pore water pressure. The model represents caisson quay wall with a height of 10 m, width of 6 m under centrifugal acceleration of 60 g. The numerical model is made in the same dimension with the prototype scale of the test in two dimensional plane strain condition. Byrne's liquefaction model is adopted together with a nonlinear constitutive model. Interface element is used for sliding and tensional separation between quay wall and the adjacent soils. Verification results show good agreement for permanent displacement of the quay wall, horizontal acceleration at quay wall and soil layer, and excess pore water pressure increment beneath the quay wall foundation.
Since many geotechnical structures are constructed on a weathered granite layer, it is important to evaluate their characteristics. As a seismic design is the more important nowadays, the demands to estimate a shear wave velocity (VS) based on acceptable methods are increasing. In this study, an empirical equation predicting VS of the weathered granite layer is suggested based on the nonlinear multiple variable regression analysis whose independent variables are both SPT (Standard penetration test)-N60 and chemical weathering index. It is concluded that the accuracy of the empirical equation estimating VS of the weathered granite layer increases when it considers the chemical weathering index as an additional independent variable compared to the result of simple regression analysis using only N60.
Lee, Sang Yun;Song, Ki-Il;Kang, Kyung Nam;Ryu, Hee Hwan
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.24
no.4
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pp.341-353
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2022
Pipelines are buried in urban area, and the position (depth and orientation) of buried pipeline should be clearly identified before ground excavation. Although various geophysical methods can be used to detect the buried pipeline, it is not easy to identify the exact information of pipeline due to heterogeneous ground condition. Among various non-destructive geo-exploration methods, ground penetration radar (GPR) can explore the ground subsurface rapidly with relatively low cost compared to other exploration methods. However, the exploration data obtained from GPR requires considerable experiences because interpretation is not intuitive. Recently, researches on automated detection technology for GPR data using deep learning have been conducted. However, the lack of GPR data which is essential for training makes it difficult to build up the reliable detection model. To overcome this problem, we conducted a preliminary study to improve the performance of the detection model using finite difference time domain (FDTD)-based numerical analysis. Firstly, numerical analysis was performed with homogeneous soil media having single permittivity. In case of heterogeneous ground, numerical analysis was performed considering the ground heterogeneity using fractal technique. Secondly, deep learning was carried out using convolutional neural network. Detection Model-A is trained with data set obtained from homogeneous ground. And, detection Model-B is trained with data set obtained from homogeneous ground and heterogeneous ground. As a result, it is found that the detection Model-B which is trained including heterogeneous ground shows better performance than detection Model-A. It indicates the ground heterogeneity should be considered to increase the performance of automated detection model for GPR exploration.
In the case of domestic seismic design, deformation of structures and ground is reviewed through undrained condition analysis and applied to design and maintenance. However, when the ground undergoes dissipation after liquefaction due to a dynamic load such as an earthquake, additional displacement occurs and greater damage occurs. Therefore, it is necessary to additionally analyze the drained conditions, It is necessary to grasp the exact ground behavior such as calculating and reviewing the amount of subsidence of the ground that has undergone the loss process after an earthquake and apply it to design and maintenance together. Therefore, in this study, numerical analysis was performed assuming undrained and drained conditions by dividing pure sandy soil into loose soil with Dr=30% and high-density soil with Dr=70%. In particular, when a dynamic load such as an earthquake is applied, considering the drained conditions of the ground, the settlement amount and the pore water pressure ratio of loose and dense ground are compared, This study focused on comparative analysis of settlement amount and pore water pressure ratio in the process of ground loss after an earthquake. As a result, the amount of subsidence during the dissipation process was 30 to 60 times greater than that of the earthquake.
Purpose: The dynamic behavior of a bridge structure under seismic loading depends on many uncertainties, such as the nature of the seismic waves and the material and geometric properties. However, not all uncertainties have a significant impact on the dynamic behavior of a bridge structure. Since probabilistic seismic performance evaluation considering even low-impact uncertainties is computationally expensive, the uncertainties should be identified by considering their impact on the dynamic behavior of the bridge. Therefore, in this study, a global sensitivity analysis was performed to identify the main parameters affecting the dynamic behavior of bridges with I-curved girders. Method: Considering the uncertainty of the earthquake and the material and geometric uncertainty of the curved bridge, a finite element analysis was performed, and a surrogate model was developed based on the analysis results. The surrogate model was evaluated using performance metrics such as coefficient of determination, and finally, a global sensitivity analysis based on the surrogate model was performed. Result: The uncertainty factors that have the greatest influence on the stress response of the I-curved girder under seismic loading are the peak ground acceleration (PGA), the height of the bridge (h), and the yield stress of the steel (fy). The main effect sensitivity indices of PGA, h, and fy were found to be 0.7096, 0.0839, and 0.0352, respectively, and the total sensitivity indices were found to be 0.9459, 0.1297, and 0.0678, respectively. Conclusion: The stress response of the I-shaped curved girder is dominated by the uncertainty of the input motions and is strongly influenced by the interaction effect between each uncertainty factor. Therefore, additional sensitivity analysis of the uncertainty of the input motions, such as the number of input motions and the intensity measure(IM), and a global sensitivity analysis considering the structural uncertainty, such as the number and curvature of the curved girders, are required.
Park, Donghee;Cho, Sung-il;Lee, Yong Hee;Choi, Weon Hack;Lee, Dong Hun;Kim, Hak-sung
Economic and Environmental Geology
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v.51
no.2
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pp.185-201
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2018
Nuclear power plants(NPP) are constructed and operated to ensure safety against natural disasters and man-made disasters in all processes including site selection, site survey, design, construction, and operation. This paper will introduce a series of efforts conducted in Korea Hydro and Nuclear Power Co. Ltd., to assure the safety of nuclear power plant against earthquakes and other natural hazards. In particular, the present status of the earthquake, fault, and slope safety monitoring system for nuclear power plants is introduced. A earthquake observatory network for the NPP sites has been built up for nuclear safety and providing adequate seismic design standards for NPP sites by monitoring seismicity in and around NPPs since 1999. The Eupcheon Fault Monitoring System, composed of a strainmeter, seismometer, creepmeter, Global Positioning System, and groundwater meter, was installed to assess the safety of the Wolsung Nuclear Power Plant against earthquakes by monitoring the short- and long-term behavioral characteristics of the Eupcheon fault. Through the analysis of measured data, it was verified that the Eupcheon fault is a relatively stable fault that is not affected by earthquakes occurring around the southeastern part of the Korean peninsula. In addition, it was confirmed that the fault monitoring system could be very useful for seismic safety analysis and earthquake prediction study on the fault. K-SLOPE System for systematic slope monitoring was successfully developed for monitoring of the slope at nuclear power plants. Several kinds of monitoring devices including an inclinometer, tiltmeter, tension-wire, and precipitation gauge were installed on the NPP slope. A macro deformation analysis using terrestrial LiDAR (Light Detection And Ranging) was performed for overall slope deformation evaluation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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