• Title/Summary/Keyword: 성능에 기초한 내진설계

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Design of Viscoelastic Dampers to Meet Performance Objectives (성능목표를 달성하기 위한 점탄성 감쇠기의 설계)

  • 김진구;최현훈
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.2
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    • pp.329-339
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    • 2002
  • This research presents a systematic design procedure for supplemental viscoelastic dampers required to satisfy the given performance objectives using capacity spectrum method. To obtain required damper size, the amount of supplemental damping was computed from effective damping minus equivalent damping and inherent damping of structure. In the case of viscoelastic damper, iterative procedure is required because of the inherent stiffness of the damper. To verify the design method proposed in this study, parametric studies were performed for single degree of freedom systems with design variables. The method was also applied to a 10-story steel framed structure and the earthquake responses were obtained. According to time history analysis result the controlled displacements turned out to be close to the target displacement regardless of the design parameters.

Evaluation of Proper Supplemental Damping for a Multi-Story Steel Frame Using Capacity Spectrum Method (능력스펙트럼법을 이용한 다증 철골조 건물의 적정 감쇠기 선정)

  • 김진구;최현훈
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.103-111
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    • 2001
  • 본 연구에서는 능력스펙트럼법을 이용하여 성능목표를 만족하기 위하여 필요한 점성 감쇠기? 양을 간단하고 직접적인 방법으로 산정하는 방법에 관하여 연구하였다. 먼저 능력스펙트럼법을 이용하여 구조물의 비탄성 응답을 구하고 구조물의응답과 목표변위의 차이를 이용하여 필요한 유효감쇠비를 구하였다. 그리고 이러한 유효감쇠비를 이용하여 필요한 점성감쇠기의 양을 선정하였다. 본 연구에서 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위해 10층의 철골조 건물에 세 가지 유형의 층지진하중을 가하고 제안된 절차에 따라 필요한 감쇠기의 양을 구하였다. 해석결과에 따르면 제안된 방법에 의하여 설계된 점성 감쇠기를 해석 모델에 설치하고 시간이력 해석을 수행한 결과 최대응답은 목표변위와 잘 일치함을 발견하였다.

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Calculation of Optimum Damping Ratio of Viscous Dampers Using Capacity Spectrum Method (능력스펙트럼법을 이용한 점성 감쇠기의 적정 감쇠비 산정)

  • 김진구;최현훈
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.45-52
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    • 2001
  • 에너지 소산장치가 설치된 건무의 비선형 시간이력해석은 복잡하고 많은 시간이 소모된다. 본 연구에서는 비선형 정적해석법인 능력 스펙트럼을 이용하여 구조물의 주어긴 거동 한계를 만족할 수 있는 감쇠기의 양을 산정하는 방법에 관하여 연구하였다. 먼저 능력스펙트럼법을 이용하여 건물의 비선형 정적응답을 구하고 건물의 응답과 목표변위의 차이를 이용하여 유효감쇠비를 구하고 이러한 유효 감쇠비를 이용하여 필용한 점성 감쇠기의 양을 구하였다. 본 연구에서는 단자 유도계에서 건물의 주기, 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도의 비, 항복 후 강성비 등을 변수로 하여 연구를 수행하였다. 제안된 방법에 따라 설계된 점성 감쇠기를 설치한 예제 구조물의 시간이력 해석에 의한 최대 응답은 설계의 초기단계에서 사용한 목표변위와 잘 일치하였다.

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Seismic Performance of Circular RC Bridge Columns with Longitudinal Steel Connection Details (축방향철근 연결상세에 따른 철근콘크리트 원형교각의 내진성능)

  • Lee Jae-Hoon;Son Hyeok-Soo;Ko Seong-Hyun
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.16 no.2 s.80
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    • pp.249-260
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    • 2004
  • The longitudinal steel connection of reinforced concrete bridge column is sometimes practically unavoidable, however the current Korean bridge design specifications have no special provisions about lap-splices of longitudinal steel. This paper reports experimental results of a research program investigating the seismic performance of circular RC bridge columns with respect to longitudinal steel connection detailing. Twenty-one circular column specimens were tested under quasi-static test. The columns with the entire longitudinal steel lap-spliced within plastic hinge region show relatively sudden strength degradation and low ductility than the columns with continuous longitudinal steel and the columns with half of longitudinal steel lap-spliced. However, the seismic performance of the column with mechanically connected longitudinal steel is similar to that of the column with continuous longitudinal steel. The final objectives of this study are to suggest appropriate longitudinal reinforcement connection details for the limited ductility design concept and to provide quantitative reference data and tendency for performance or damage assessment based on the performance levels such as cracking, yielding, collapse, etc. Ultimate displacement/drift ratio, displacement ductility, response modification factor, equivalent viscous damping ratio, residual deformation index, and effective stiffness are investigated and discussed in this paper.

Results of Fatigue Test of Lead Rubber Bearing (지진격리장치(LRB)의 피로시험 결과)

  • 이민구;강형택;유환구
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.442-448
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    • 2003
  • 최근 장대교량의 건설이 증가하고 지진에 대한 관심이 고조되면서 교략의 내진설계와 면진설계가 교량설계의 주요항목으로 자리잡게 되었다. 특히 최근 ILM교량과 같은 다경간 장대교의 경우 지진시 교량의 상부구조와 하부구조를 격리시켜 주기를 변화시키는 LRB를 이용한 면진설계가 주로 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 국내에는 Mt5의 거동과 기본성능에 대한 실험데이터가 절대적으로 부족하며, 따라서 그 특성을 엄밀히 검증하지 못한 채 고속도로 및 국도상의 교량에 LRB를 다수 사용하고 있는 현실이다. 본 연구에서는 실교량에 사용될 LRB에 대하여 기본성능 중의 하나인 피로마모시험을 수행함으로써 온도하중과 같은 반복하중에 대한 LRB의 피로거동을 모사하고 피로시험 전.후의 기본성능의 변화를 파악하였다. 이러한 LRB의 기본성능에 대한 실험온 LRB의 성능에 대한 검증과 함께 LRB의 거동에 대한 불확실성을 줄일 수 있는 기본 자료로 축적할 수 있으며, 현재 한국도로공사 도로교통기술원에서 마련중인 지진격리장치(LRB) 성능시험기준(안)의 정립에 기초 자료로참고하고자 한다.

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Effects of PZ Strength on Cyclic Seismic Performance of RBS Steel Moment Connections (RBS 철골모멘트접합부의 내진성능에 대한 패널존 강도의 영향)

  • Lee, Cheol-Ho;Kim, Jae-Hoon
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.10 no.3 s.49
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    • pp.149-158
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    • 2006
  • The reduced beam section (RBS) steel moment connection has performed well in past numerous tests. However there still remain several design issues that should be further examined. One such issue on RBS connection performance is the panel zone strength. Although a significant amount of test data are available, a specific recommendation for a desirable range of panel zone strength versus beam strength has yet to be proposed. In this paper, the effects of panel zone strength on the cyclic performance of RBS connection are investigated based on the available test database from comprehensive independent testing programs. A criterion for a balanced panel zone strength that assures sufficient plastic rotation capacity while reducing the amount of beam buckling is proposed. Numerical studies to supplement the test results are then presented based on the validated finite element analysis. Satisfactory numerical simulation achieved in this study also indicates that numerical analysis based on quality finite element modeling can supplement or replace, at least in part, the costly full-scale cyclic testing of steel moment connections.

Displacement-based Seismic Assessment and Rehabilitation of Asymmetric Wall Structures (비대칭 벽식 구조지 변위기초 내진성능평가 및 보강)

  • Hong, Sung-Gul;Ha, Tae-Hyu
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.9 no.3 s.43
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    • pp.23-32
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    • 2005
  • Torsional behavior of eccentric structure under seismic leading may cause the stress and/or deformation concentration, which arouse the failure of the structure in an unexpected manner. This study suggests D-R relationship which shows the overall displacement and rotation of the system based on the ultimate displacement capacity of the each lateral load resistant member. Using the suggested D-R relationship and displacement spectrum, the seismic assessment is conducted and verified in comparison with the time history analysis result. Multi-level seismic assessment Is considered which takes multiple seismic hazard levels and respective performance levels into account. Finally, based on the seismic assessment result, seismic rehabilitation process is presented. In this research, two rehabilitation methods are considered. One is done by means of stiffening/strengthening the seismic resistant members, and the other is based on the member ductility. Especially, in the first method, to optimize the rehabilitation result, the rehabilitation problem is modeled as an optimization problem, and solved using BFGS quasi-Newton optimization method.

Elastic Horizontal Response of a Structure to Bedrock Earthquake Considering the Nonlinearity of the Soil Layer (지반의 비선형성을 고려한 암반지진에 의한 구조물의 수평방향 탄성거동)

  • Kim, Yong-Seok
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.6 no.3
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    • pp.53-62
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    • 2002
  • Site soil condition affects significantly on the seismic response of a structure and is a critical factor for the performance based seismic design of a structure. In this paper, the effects of nonlinear soil properties on the elastic response spectra of a structure including the nonlinearity of a soil due to the earthquake excitation is investigated using one step finite element approach for the entire soil structure system and approximate linear iterative procedure to simulate the nonlinear soil behavior with the Ramberg-Osgood soil model. Studies were carried out for a linear SDOF system of a variable period with and without a pile group for the 1940 CI Centro earthquake recorded on ground rather than rock. The study results showed clearly that the effect of the nonlinear behavior of soft soil is very important on the elastic seismic response of a structure suggesting the necessity of the performance based seismic design.

Analysis of Seismic Response Coefficient by Fundamental Period using Geographic Information System (GIS를 이용한 고유주기에 따른 지진응답계수 분석)

  • Seo, Eun-Su;Choi, Se-Hyu
    • Spatial Information Research
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    • v.20 no.1
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    • pp.39-45
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    • 2012
  • Response of buildings under seismic load is different according to fundamental period. It is provided in Korean Building Code(KBC2009) seismic response coefficient by fundamental period for seismic design of buildings. Recently, many researchers have studied on fundamental period and seismic response coefficient. However, studies on seismic design using Geographic Information System(GIS) are not sufficient. Therefore, this paper has analyzed on seismic response coefficient of buildings using ArcGIS. This paper can be evaluated efficiently for seismic analysis of structures. And this study will be used as basics of a reasonable seismic design using Geographic Information Systems(GIS).

Horizontal Elastic Response of a Structure to Bedrock Earthquake with the Nonlinear Soil Layer (비선형 지반을 고려한 암반지진에 의한 구조물의 수평방향 탄성거동)

  • 김용석
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • 2002.03a
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    • pp.83-92
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    • 2002
  • 지반조건은 구조물의 지진거동에 매우 큰 영향을 미치고 성능에 기준한 내진설계에 중요한 요소이다. 이 논문에서는 지진에 의한 지반의 비선형성을 포함한 지반의 비선형성이 구조물의 탄성지진거동에 미치는 영향을 지반 구조물 일괄해석 유한요소법과 지반의 비선형성을 구현하기 위해 Ramberg-Osgood 토질모델에 대한 근사 선형 반복해석 법으로 연구하였다. 연구는 말뚝기초의 유무를 고려한 주기가 변하는 선형 단자유도계에 지표에서 기록된 1940년 El Centro 지진을 적용하여 수행하였다. 연구결과에 의하면 연약지반의 비선형 특성 영향이 구조물의 탄성 지진거동에 매우 중요하고, 성능에 기준한 지반의 비선형성을 고려한 구조물의 내진설계가 필요하다는 것을 잘 보여주고 있다.

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