This paper presents the results of an analytical study to evaluate the inelastic seismic response characteristics of multistory building structures, the effects of gravity load on the seismic responses and its implications on the earthquake resistant design. Static analyses for incremental lateral force and nonlinear dynamic analyses for earthquake motions were performed to evaluate the seismic response of example multistory building structures. Most of considerations are placed on the distribution of inelastic responses over the height of the structure. When an earthquake occurs, bending moment demand is increased considerably from the top to the bottom of multistory structures, so that differences between bending moment demands and supplies are greater in lower floos of multistory structures. As a result, for building structures designed by the current earthquake resistant design procedure, inelastic deformations for earthquake ground motions do not distribute uniformly over the height of structures and those are induced mainly in bottom floors. In addition, gravity load considerded in design procedure tends to cause much larger damages in lower floors. From the point of view of seismic responses, gravity load affects the initial yield time of griders in earlier stage of strong earthquakes and results in different inelastic responses among the plastic hinges that form in the girders of a same floor. However, gravity load moments at beam ends are gradually reduced and finally fully relaxed after a structure experiences some inelastic excursions as a ground motion is getting stronger. Reduction of gravity load moment results in much increased structural damages in lower floors building structures. The implications of the effects of gravity load for seismic design of multistory building structures are to reduce the contributions of gravity load and to increased those of seismic load in determination of flexual strength for girders and columns.
일반적으로 구조물의 내진설계는 강지진시 구조물의 비탄성 거동에 의존함으로써 비탄성 변형으로 인한 구조요소의 점진적인 파괴와 상당한 층간변위가 초래된다. 또한 구조물이 지반가속도를 증폭시키는 역할을 함으로써 구조물내의 각종 설비와 비구조체에 큰 피해를 초래할 수도 있다. 따라서 강지진시 지반으로부터 상부 구조물에 전달되는 지진하중 자체를 감소시킴으롯써 구조물의 응답 가속도를 적게 하여 구조물과 구조물내의 설비, 비구조체를 지진으로부터 보호하기 위한 새로운 내진설계방법으로 지반 분리 시스템이 연구개발되어 실용화되고 있다. 본 고에서는 지반 분리 시스템의 기본개념과 특성 및 실용현황에 대하여 살펴보기로 한다.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.12
no.5
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pp.143-151
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2008
In this paper, the optimum design of plane steel frames using second-order inelastic analysis and section increment method is presented. Since the second-order inelastic analysis accounts for geometric and material nonlinearities of the whole system as well as its component members, the design method based on second-order inelastic analysis does not require separate member capacity checks after analysis. A section increment method proposed by this paper is used as optimization technique. The weight of structures is treated as the objective function. The constraint functions are defined by load-carrying capacities, deflections, inter-story drifts, and ductility requirement. The effectiveness of the proposed method are verified by comparing the results of the proposed method with those of other method.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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2003.03a
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pp.104-408
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2003
케이블 장대 교량의 해석에 있어서 기하적인 비선형만을 고려한 해석이 보편적이었다. 하지만 이 연구에서는 내진 해석시 케이블지지 교량이 비탄성적으로 거동 할 수 있기 때문에, 기하적인 비선형 이외에 재료적인 비선형을 고려할 필요가 있음을 보이고자 한다. 극한 하중 상태를 모사하기 위하여 사하중에 하중계수를 곱하여 하중을 증가시켜 중력방향으로 하중을 가하였고, 지진에 대한 하중 상태를 모사하기 위하여 교축방향의 지진 하중에 대한 등가의 등분포 하중과 이의 0.3배에 해당하는 수직 방향 하중을 동시에 가하였다. 이러한 해석을 통하여 자중의 2배 이상의 하중이 가해지면 거더가 비탄성적으로 거동 할 수 있고, 또한 교축 방향과 수직 방향의 설계지진하중을 고려할 경우 수평방향의 구속이 모두 풀리면 주탑이 비탄성적으로 거동 할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 케이블지지 교량의 지진 해석시 특정한 경우에 있어서는 비탄성 거동을 고려해야 할 필요가 있을 것으로 보인다.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.28
no.3
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pp.241-248
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2015
There are a lot of equipment related to safety and electric power production in nuclear power plants. The structure and equipment in NPPs were generally designed considering a high safety factor to remain in the elastic zone under earthquake load. However it is needed to revaluate the seismic capacity of the structure and equipment as the magnitude of earthquake was recently increased. In this study the floor response due to the nonlinear behaviors of structure was analyzed and the inelastic structural response factor was calculated by the nonlinear time history analysis. The inelastic structural response factor was calculated by the EPRI method and the nonlinear analysis method to realistically evaluate the seismic fragility for the equipment. According to the analysis result, it was represented that the inelastic structural response factor was affected by the natural frequency of equipment, the location of equipment and the dynamic property of structure.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.31
no.2A
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pp.59-69
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2011
Nonlinear static procedures (NSPs) basing on the concept of performance based seismic design have become one of the promising procedures for seismic evaluation of buildings. Although it needs much less computational cost compared to nonlinear time history analysis (NTHA), its usages are limited to simple structures by its inherent restriction to structures wherein the fundamental mode dominates the response. Several new nonlinear static procedures (Modal Pushover Analysis; MPA and Improved Modal Pushover Analysis; IMPA) which can consider higher modes effect were introduced. Nonetheless, its applicability for complex structures such as cable-stayed bridge has not studied yet. This paper focuses on applicability of nonlinear static procedures for the seismic analysis of cable-stayed bridges. Moreover, reliability indexes which can predict analysis procedure's accuracy are introduced.
구조동력학 이론에 기초하여 내진설계 기술이 개발되었다. 그러므로 건축물의 내진설계를 근본적으로 이해하기 위해서는 구조동력학의 여러 가지 이론들을 먼저 알고 이들이 내진설계에 어떻게 적용이 되는지를 알아야 한다. 이 글은 구조기술자 여러분이 건축물의 내진설계를 이해하는데 도움이 될 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 3부로연재될예정이다.
제1부: 응답스펙트럼과구조물의동적해석
제2부: 등가정적해석법과반응수정계수의배경
제3부: 능력스펙트럼법에의한비탄성해석
제1부에서는 단자유도 구조물의 지진해석을 통하여 응답스펙트럼을 작성하는 원리와 이를 이용하여 간편하게 지진해석을 수행하는 방법을 소개하고 응답스펙트럼에 근거하여 설계응답스펙트럼을 작성하는 방법과 다자유도 구조물의 지진응답을 알아내기 위한 응답 스펙트럼 해석법에 관하여 소개한다. 제2부에서는 구조동력학 이론에 근거하여 등가정적해석법이 유도된 근거와 반응수정계수를 사용하게 되는 배경을 소개하여 구조기술자들이내진설계에좀더확실한이해를할수있도록할것이다. 마지막으로 제3부에서는 비탄성해석을 좀 더 쉽게 하기 위하여 사용되는 능력스펙트럼법의 배경과 이를 이용하여 건축물의 성능점을 찾는 방법과 구조물의 비탄성 지진응답을 평가하는 방법에 대하여 소개함으로써 성능에 기초한 내진설계를 위한 기초 이론을 확실히 이해할수있도록할것이다. 구조동력학에 관한 내용을 여기에 상세히 소개하자면 엄청난 분량이 될 것이므로 여기서는 이 글을 읽는 구조기술자들이 구조동력학에 관한 기초적인 내용을 이해하고 있는 것으로 가정하기로 한다. 그러므로 구조동력학에 대한 기초적 이론을 확실히 이해하고 있지 못한분들은이글을읽기전에먼저구조동력학에관한알기쉬운서적을 먼저 읽도록 추천한다.
Moon, Ji Ho;Yoon, Ki Yong;Kim, Sung Hoon;Lee, Hak Eun
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.17
no.2
s.75
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pp.161-171
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2005
When the in-plane flexural rigidity is small in relation to the applied load, the arch ribs may buckle to the in-plane direction. Designers should therefore determine the in-plane buckling strength. To determine the buckling strength of arch ribs, designers have to consider the material nonlinear response. But in the case of arch ribs having large slenderness ratio, arch ribs may buckle in the elastic range, and when the arch ribs have low slenderness ratio, elastic buckling strength is useful in the preliminary design. In this paper, elastic buckling strength of arch ribs, which are frequently used in practical design, is studied using nonlinear finite element method. In general, the relation between flexural rigidity and elastic buckling strength is linear. As seen from the results, however, when the arch ribs have low slenderness ratio, the relation between flexural rigidity and elastic buckling strength is nonlinear.
Proceedings of the Korea Contents Association Conference
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2010.05a
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pp.347-349
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2010
탄성표면파 필터에 관한 여러 가지 모델링이 연구된 이후, 다양한 필터와 공진기가 신호처리용으로 사용되어, 많은 다른 모델들이 이를 분석하고 통합하기위해 유도되어 왔다. 탄성표면파 필터는 크기가 소형이고 제작이 간편하며, 주변의 전자회로와 조합하기 쉬운 장점이 있다. 비대칭의 진폭특성과 비선형 위상특성을 갖는 필터를 설계하고, 설계된 필터의 설계오차를 보정하기 위해서는 임의의 진폭 및 위상특성을 갖는 필터의 설계방법을 연구한다.
In this study, the effects of the inelastic shear behavior of beam-column joint on the response of RC OMRF are evaluated in the inelastic time history analysis. For an example, a 5-story structure for site class SB and seismic design category C was designed in accordance with KBC2009. Bending moment-curvature relationship for beam and column was evaluated using fiber model and bending moment-rotation relationship for beam-column joint was calculated using simple and unified joint shear behavior model and moment equilibrium relationship. The hysteretic behavior was simulated using three-parameter model suggested in IDARC program. The inelastic time history analysis with PGA for return period of 2400 years showed that the model with inelastic beam-column joint yielded smaller maximum base shear force but nearly equivalent maximum roof displacement and maximum story drift as those obtained from analysis using rigid joint. The maximum story drift satisfied the criteria of KBC2009. Therefore, the inelastic shear behavior of beam-column joint could be neglected in the structural design.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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