• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.55-63
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• 2013

본 연구는 우리나라에서 가장 일반적인 중소규모의 비내진 상세를 가진 건축물을 대상으로, 노후도를 고려하여 내진성능을 평가하였다. 평가결과, 준공 후 24년이 경과되었으나 노후도는 대체로 양호한 것으로 평가되었고, 1차, 2차 내진성능평가는 기준지표를 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 3차 내진성능평가에서는 층간변위비를 기준으로 목표성능은 만족하지만 보강이 필요한 것으로 판단되었다. 대상 건축물에 벽체보강, 가새보강, 댐퍼보강을 한 후 내진성능평가를 실시한 결과, 보강방법에 상관없이 층간변위비는 현저히 감소하여 즉시거주수준을 만족하는 수준으로 나타났다. 그러나 벽체보강의 경우 밑면전단력이 2배 이상 증가되어 기존기초에 대한 검토가 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.91-101
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• 2022

1995년 일본에서 발생한 고베지진으로 인하여 고베항에 대규모 피해가 발생하면서, 기존 내진설계 기준의 문제점이 제기됨에 따라 기존의 유사정적해석 및 허용응력 설계법으로는 Level II(규모 6.5) 수준의 지진에 대하여 항만 구조물 설계가 불가능한 사실이 지적되어 내진설계에 있어서 성능기반 설계법의 필요성이 대두되었다. 지진이 빈번한 일본 및 미국의 경우 항만시설에 대한 가장 선진화된 설계기준을 도입하여 적용하고 있으며, 기존 내진설계기준을 성능기반설계로 전환하였다. 1999년 이후 현재까지 국내 항만내진설계법은 내진설계가 필요한 시설과 이들의 내진등급에 대한 정의가 불명확한 점에 대해 연구를 통해 필요한 시설과 내진등급에 대한 정의를 확립하고 실험적 검증을 바탕으로 국내 실정에 부합한 성능기반 내진설계법을 확립하고 있는 단계이다. 본 연구에서 개발한 방파제의 성능기반 내진설계법은 원지반의 지표면에서의 가속도 시간이력을 고속 푸리에 변환(FFT) 후 방파제의 해당성능수준별 최대허용변위에 대응한 주파수 특성을 보정해주는 필터처리를 하였고, 필터 처리된 스펙트럼을 다시 가속도 시간이력으로 역변환(IFFT) 하여 가속도 최대값을 산정함으로써 변위를 고려한 등가정적해석을 위한 수평지진계수를 산정하였다. 또한 국내 지진 수준에 맞는 방파제의 성능기반 내진설계법의 검증을 위해서 실험과 수치해석을 수행하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.23-31
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• 2011

국내에서 1990년대 설계된 철근콘크리트 내력벽시스템으로 설계된 공동주택에 대한 내진 성능평가를 연구하기 위하여 실제 시공된 13개 건물의 도면을 수집하고 해석을 수행하였다. 내진성능을 평가하기 위하여 FEMA 356과 FEMA 440에 따라 산정하였다. 요구곡선을 위하여 내진설계 스펙트럼은 건축구조설계기준(2009년)에서 정한 값을 사용하였다. 각 건물에 대하여 인명안전과 붕괴방지의 수준에 대한 성능점을 산정하였다. 붕괴방지수준에 대하여 성능점에 도달할 때의 부재의 상태를 확인하여 본 결과, 총 13개중 9개(약70%)의 건물의 연결보와 벽체에 붕괴방지 수준 이상의 손상이 발생하였으며, 내력벽보다 연결보에서 손상이 더 크게 나타났다. 또한 본 연구에서 산정한 성능점과 주기의 상관성을 고찰한 결과, 반비례의 상관성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권11호
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• pp.67-75
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• 2014

본 연구에서는 공용 중인 91개 고속철도 터널을 대상으로 단계별 내진성능평가를 실시하여 설계기준에서 제시하는 목표 내진성능 확보여부를 검토하였다. 또한 지진취약도 함수도 함께 개발하여 지진규모에 따른 시설물의 확률론적 피해예측이 가능하도록 하였다. 단계별 내진성능평가는 내진성능 예비평가 및 상세평가 순으로 실시하였으며, 평가결과 대상터널들은 설계기준 수준의 내진성능을 확보하는 것으로 분석되었다. 지진취약도 함수는 최대지반가속도(Peak Ground Acceleration, PGA)를 기준으로 한 대수 정규분포형태로 설정하였으며, 함수도출방법은 설계 PGA수준에 대한 손상발생확률을 이용하여 취약도함수의 모수를 결정하는 방식으로 하였다. 손상발생 검토부재는 라이닝콘크리트로서, 대상터널을 굴착식 터널(NATM 터널) 및 개착식 터널로 구분하여 각각에 대한 손상수준별 지진취약도 함수를 개발하였다. 이번연구에서 도출된 지진취약도 함수와 기존연구결과(FEMA, 2004)와의 비교 분석을 통하여 대상터널의 내진성능확보수준을 평가하였으며, 그 결과 대상터널이 기존연구의 대상인 재래식 터널(American Steel Support Method, ASSM)에 비하여 상대적으로 내진성능이 우수한 것으로 분석되었다.

• 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.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권5호
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• pp.67-73
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• 2003

현 도로교의 내진해석은 구조물이 하중 이상의 강도를 갖도록 하는 하중기반해석법에 근거하고 있다. 본 연구에서는 이러한 하중기반해석의 대안책으로 구조물의 성능평가 대상을 변위로 하는 변위기반해석의 일종인 역량스펙트럼법을 제시하였다. 하중기반해석에서 내진설계가 수행되어진 기존 철근콘크리트 교각에 대하여 역량스펙트럼법에 의한 내진성능을 평가하였다. 그 결과, 역량스펙트럼법은 간편하고 신속하게 구조물의 비탄성 응답을 현실적으로 평가할 수 있었으며 비탄성 응답을 일으키는 다양한 지반운동 수준에 대해 구조물에 발생하는 변위를 평가할 수 있었고, 기존 구조물의 내진성능에 대한 평가나 신설구조물의 성능목표에 대한 설계검증에 효율적으로 적용 가능하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.397-404
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• 2017

본 연구의 목적은 트러스의 형태를 바꿔가며 엇갈린 트러스(STF) 시스템의 내진성능을 평가하는 것이다. 예제 구조물은 10층의 철골조 사무실 건물이며, 시스템별로 각각 프랫트러스, 하우트러스, 와렌트러스, 케이트러스와 비렌딜트러스를 적용하였다. 중력하중, 풍하중, 지진하중을 고려한 구조해석을 실시하여 부재에 높은 DCR을 만족하는 단면을 산정한 후 고유주기, 밑면전단력과 층간변위를 산출하였다. 그 후, 역량스펙트럼법을 통해 1.2배의 설계지진(DE)과 최대고려지진(MCE)에 대한 성능점을 산정하고, STF 시스템의 항복여부 및 소성힌지의 분포를 파악하여 구조기준에서 제시한 목표성능수준을 만족하는지 살펴보았다. 평가 결과, 모든 시스템이 해당 목표성능수준을 만족하였으며, 시스템의 경제성 및 효율성을 따져보았을 때, PR10이나 VR10이 가장 적합한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.525-540
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• 2023

2023년에 터널내진설계기준이 개정됨에 따라 운영 중인 터널의 성능의 요구 수준 만족 여부가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 지진에 대한 안전성이 취약하다고 판단되는 4개의 터널에 대한 시간이력해석을 수행하여 이들의 내진성능을 평가하였다. 나아가 2007년 기준과 2023년 기준에 부합하는 지진파 적용 시 응답의 차이를 규명하였다. 평가 결과, 2023년 기준을 적용하는 경우 터널의 응답이 모두 증가하는 것으로 나타났다. 하지만 개정된 기준 적용 시에도 모든 터널은 소요 내진성능을 확보한 것으로 나타났다. 따라서 개정된 기준을 적용 시에도 보수 또는 보강은 불필요할 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.47-57
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• 2009

기존교량의 내진보강 우선순위 결정방법은 교량을 지진도 그룹으로 분류한 후 교량의 취약도 및 영향도를 고려하여 4개의 내진그룹으로 분류된다. 그러나, 현재 사용되고 있는 내진보강 우선순위 결정방법을 442개의 국도상 기존교량에 적용한 결과 비합리적인 부분이 조사되었다. 지진도를 정량화하여 좀 더 세분화할 필요가 있고, 연속경간장이 긴 PSC 박스거더교량의 취약도가 과소평가되는 모순점을 개선할 필요가 있었으며, 영향도 수준 또한 취약도 수준으로 증가시킬 필요가 있었다. 본 연구에서는 기존 교량의 조사 결과를 근거로 기존 평가기법을 수정 보완하여 개선된 내진보강 우선순위 결정방법을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.455-462
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• 2013

최근에 지어진 건축물의 경우 지진에 대한 안전성을 확보하고 있지만, 내진설계 도입 이전의 건축물은 지진에 대해 매우 취약하다. 본 연구에서는 내진성능이 부족한 기존 저층 RC구조물의 지진 발생 시 안전성 확보를 위한 내진보강 방안으로 격자강판 전단벽을 제안하고 내진성능평가를 수행하였다. 횡력저항요소로 사용된 격자강판 전단벽의 탄소성 이력특성값은 실험결과를 토대로 횡력저항 기여도등을 평가하여 작성된 이선형곡선을 적용하였다. 비탄성 정적해석을 통해 대상구조물의 성능점을 찾아내어 적용 지진하중에 대한 응답과 성능수준을 평가하였다. 격자강판 전단벽을 적용한 경우, 보강 전에 비하여 응답변위가 약 42% 저감되는 것을 확인할 수 있었으며, 성능점에서 거의 탄성거동을 보여주고 있어 목표성능인 인명안전수준을 만족시켰다. 또한 반응수정계수를 산정하여 내진보강 효과를 검증하였으며, 보강 전과 후에 각각 2.17에서 3.25로 증가하여 설계기준을 초과하였다. 따라서 격자강판 전단벽에 의해 대상 구조물의 강도 및 강성보강이 적절히 수행된 것으로 판단된다.