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.
Park, Gun;Hong, Ki Nam;Han, Sang Hoon;Kim, Jae Suk
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.36
no.1
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pp.1-11
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2016
The domestic and foreign seismic design codes have specified that time history covers design response spectrum when the response spectrum, which calculated from the time history, is smaller than the design response spectrum at five points or less. In order to verify the design codes, time history analysis for a pier was performed by using five artificial time histories conforming design code with various characteristics and its member forces were evaluated according to them. It was confirmed from analysis results that, regardless of the conformity to design code requirement, seismic design using the artificial time histories could not guarantee earthquake resistant design if the response spectrum from them is lower than design response spectrum at the similar period to the natural frequency of structure. Thus, the time history generating method to make its acceleration response spectrum to be greater than design response spectrum at all period was proposed by two modification function in this study. It was also verified whether time histories from the proposed method satisfy the seismic design codes or not.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.10
no.2
s.48
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pp.63-71
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2006
In the companion paper (II, Development of Site Classification System), new size classification system based on site periods $(T_G)$ was recommended for legions of shallow bedrock depth in Korea. Despite the site classification method was improved, the response spectrum would be required to be modified by adjusting the integration interval to calculate the site coefficients because the response spectra did not match well the average spectral accelerations obtained by site response analyses in the range of long periods. In this paper, new response spectra for each site categories were determined by adjusting the integration interval of long period site coefficient $F_v\;from\;0.4{\sim}2.0\;to\;0.4{\sim}1.5$ second. It matched well the average spectral accelerations and new response spectrum, and it was also improved compared to the current she classification system.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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2003.03a
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pp.249-258
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2003
강진을 고려한 지진설계 규준은 약진지역에서는 불필요한 경제적 손실을 가져올 수 있고, 지반-구조물 상호작용을 고려한 성능기준 설계가 합리적인 지진설계를 위해서 중요하다는 것이 인식되었다. 이 연구에서는 연약지반 위에 놓인 단자유도계의 탄성, 비탄성 지진응답 해석을 지반의 비선형성을 고려하여 최대지진가속도를 0.07g와 0.11g로 조정한 11개 중, 약진에 대해 수행하였다. 지진 응답해석은 지반-구조물체계에 대해 유사 3차원 동적해석 프로그램으로 암반에 지진기록을 입력하여 한 단계에 일괄적으로 수행하였다. 연구 결과에 의하면 고정지반이나 선형지반을 가정한 지진응답 스펙트럼은 구조물-지반체계의 실제적인 거동을 보여주지 못하는 것으로 나타났으며, 합리적인 지진설계를 위해서는 지진규준에 정해진 일상적인 설계절차에 따라서 수행하는 것보다 다른 성질을 가진 여러 지반에 대해서 성능기준 지진설계를 수행하는 것이 필요하다. 약진을 받는 연약지반의 비선형성도 입력지진동을 증폭시켜 탄성, 비탄성 지진응답 스펙트럼에 심하게 영향을 미쳤으며, 그 현상은 특히 탄성 응답스펙트럼에서 두드러졌다.
The response displacement method is the most frequently used method for seismic design of underground structures. This method is pseudo-static method, and the evaluations of velocity response spectrum of seismic base and response displacement of surrounding soil are the most important steps. In this study, the evaluation of velocity response spectrum of seismic base according to the Korean seismic design guide and the simple method of calculating the response displacement were studied. It was found that velocity response spectrum of seismic base can be estimated by directly integrating the ground-surface acceleration response spectrum of soil type S$_A$, and the evaluation of the response displacement using double cosine method assuming two layers of soil profile shows the advantages in the seismic design.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.4
no.3
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pp.11-21
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2000
구조물에 내진설계를 적용하는 목적은 지진에 노출되는 구조물에 안전성과 경제성을 고려한 파괴메카니즘을 부여하는 것이다. 내진설계에 보편적으로 적용하고 있는 응답스펙트럼해석법은 선형해석법으로 구조물의 비선형 동적거동에 의한 영향은 특정 계수로 반영한다. 그러나 기존의 내진설계시방서들이 강진지역에 있는 나라들에 의해 제정 및 개정되어 왔기 때문에 응답스펙트럼 해석법 뿐만 아니라 기타의 적용규정이 강진지역에 위치한 구조물의 상황만을 고려하여 제시되었다. 따라서 중약진지역에 위치한 구조물의 내진설계에 대한 별도의 연구가 요구되고 있다. 이 연구에서는 중약진지역에 위치한 콘크리트 교량을 선정하여 비선형 동적거동을 반영하는 계수를 결정하고 응답스펙트럼 해석법을 적용하였다. 연구 결과 바탕으로 중약진지역의 교량에 대해 내진설계의 목적을 만족하는 개선된 내진설계 절차를 제시하였다.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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1993.04a
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pp.173-180
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1993
주구조물의 여러층에 지지점을 가지는 부구조물의 응답스펙트럼 해석방법에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 지지점 입력간의 상관관계를 고려할 수 있으며 실무에서 부구조물의 내진설계에 쉽게 적용할 수 있는 다중 응답스펙트럼 해석방법을 제시하였다. 다중 응답스펙트럼과 지지점 입력간의 상관계수는 random vibration 이론을 이용하여 설계지반응웅답스펙트럼으로부터 직접 유도하였다. 예제해석 결과 본 연구에서 제안한 방법은 지지점 입력간의 상관관계를 고려하지 않는 통상의 다중 응답스펙트럼 해석방법보다 정확한 지진응답을 예측함을 알 수 있었다.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.24
no.5
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pp.27-36
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2020
The purpose of this paper is to study on the applicability of the standard design response spectrum from the response spectrum analysis method, mainly applied to pile mooring facilities. To this end, after performing the ProShake 1-dimensional site response considering various geological conditions, the current standard design response spectrum was compared, and the ground-pile model in time history and two-dimensional site response analysis using Abaqus were performed to analyze the dynamic behavior of the ground-pile and to examine the selection method of the reference surface of the response spectrum on the installed slope, respectively. As a result, it was confirmed that no problems were found in the applicability of the current standard design response spectrum and no improvements are needed as well when considering the characteristics of the ground-pile dynamic behavior and the slope of the pile mooring facility.
The velocity horizontal response spectra using the observed ground motions from the recent 5 macro earthquakes, equal to or larger than 4.8 in magnitude, around Korean Peninsula were analysed and then were compared to the acceleration horizontal response spectra, seismic design response spectra (Reg Guide 1.60), applied to the domestic nuclear power plants, and finally the Korean Standard Design Response Spectrum for general structures and buildings. 102 velocity horizontal ground motions, including NS and EW components, were used for velocity horizontal response spectra and then normalized with respect to the peak velocity value of each ground motion. First, the results showed that velocity horizontal response spectra have larger values at the range of medium natural period, but acceleration horizontal response spectra have larger values at the range of short natural periods. Secondly, the results also showed that velocity horizontal response spectra exceed Reg. Guide 1.60 for longer natural periods bands less than 6-7 Hz. Finally, the results were also compared to the Korean Standard Response Spectrum for the 3 different soil types(SC, SD, and SE soil type) and showed that velocity horizontal response spectra revealed much higher values for the frequency bands below 1.5(SC), 2.0(SD), and 3.0(SE) seconds, respectively, than the Korean Standard Response Spectrum. The results suggest that the fact that acceleration, velocity, and displacement horizontal response spectra have larger values at the range of short, medium, and long natural periods, respectively, can be applied consistently to those form domestic ground motion, especially, the velocity ground motion. Information on response spectrum at such medium range periods can be very important since the domestic design of buildings and structures emphasizes recently medium and long natural periods than short one due to increased super high-rise buildings.
Park, Yong-Boo;Park, Jong-Bae;Kim, Sang-Yeon;Kim, Dong-Soo
Land and Housing Review
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v.5
no.1
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pp.35-40
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2014
Site coefficient and amplification factor of current domestic Seismic Design Code (KBC-2009) have no consideration for the domestic ground condition in which the base rock is normally placed within 30m form the surface. Accordingly, in this study dynamic centrifugal test and analysis for pile foundation into sand and upper structure were achieved. and the response spectrums of free surface and basement were compared with each other. Within the period 1 sec., the measured spectral acceleration of free surface and basement was bigger than the design spectral acceleration of SC and SD site. However the measured spectral acceleration of free surface and basement for the period over 1.5 sec. was smaller than the design spectral acceleration of SC site. There was no severe difference of spectral acceleration according to the upper structure, embedded depth of foundation and free surface conditions. Consequently, normal domestic apartment housing for the period range over 1.5sec. could be design more economically applying these test result.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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