• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.193-202
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• 2008

현행 도로교설계기준의 내진설계기준은 완전연성 설계 개념을 채택함으로써, 과도하게 배근되는 횡구속철근으로 인하여 현장 시공에 어려움을 겪는 사례가 많이 있다. 이것은 한반도와 같은 중 약진직역에서 완전연성이 필요하지 않는 경우가 일반적임에도 불구하고 완전연성을 확보하기 위한 심부 구속철근량이 배근되기 때문이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 한정연성 설계개념을 도입한 연성도 내진설계법이 제안된 바 있다. 연성도 내진설계법에서는 재료강도와 함께 소요연성도와 형상비를 변수로 하여 횡구속철근량을 결정하는 산정식을 사용하고 있다. 본 논문은 횡구속철근 산정식을 중심으로 연성도 내진설계법의 안전성을 검증함을 목적으로 한다. 국내 외에서 수행된 89개의 원형단면 기둥 실험 결과를 대상으로 변위연성도 안전율을 검토한 결과 1.11$\sim$3.98 사이의 값을 보였으며, 평균 변위연성도 안전율은 1.90으로 충분한 안전율을 보였다. 이 논문에서는 또한 연성도 내진설계법의 구체적인 설계절차도 소개하였으며, 횡구속철근의 설계에 고려되는 주요 변수들이 변위연성도 안전율에 주는 영향도 분석하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.17-27
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• 2004

본 연구에서는 할선강성을 사용하여 반복계산을 수행하는 새로운 내진설계법을 개발하였다. 개발한 설계법은 탄성해석을 수행하므로 수치해석의 안정성과 용이성을 갖추고 있으며, 동시에 반복계산으로 구조물의 비탄성 거동을 해석할 수 있으므로 각 부재의 강도 및 연성 요구량을 정확히 예측할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 설계법의 절차를 정립하였고, 이를 고려한 컴퓨터 해석/설계 프로그램을 개발하였다. 또한, 제안된 설계법을 사용한 설계예제를 제시하였고, 탄성 혹은 비탄성 해석을 이용한 기존 설계법과의 비교를 통하여 그 장점을 검증하였다. 해석과 설계를 통합적으로 수행하는 제안된 설계법은 설계자의 의도에 따라 부재의 강도 및 연성능력, 강기둥-약보 등과 같은 내진설계전략을 효과적으로 구현할 수 있으며, 초기설계단계에서 각 부재의 크기만이 가정된 구조물에 대하여 반복계산을 수행함으로써 주어진 설계전략을 만족하는 비탄성 강도 및 연성 요구량을 직접적으로 계산할 수 있으므로, 경제적이고 안전한 내진설계가 가능하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.715-725
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• 2003

본 연구는 철근콘크리트 교각에 대한 새로운 내진설계법을 개발하기 위한 연구의 일환으로서, 지진하중을 받는 철근콘크리트 교각의 연성도와 심부구속철근량의 상관관계를 분석하고 설계식을 제시함을 목적으로 한다. 이를 위하여, 반복하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 횡하중-변위 포락곡선 실험결과를 비교적 정확하게 예측하며, 특히 변형능력 및 연성도에 대하여는 실험결과에 비하여 안전측의 결과를 제공하는 비선형해석 프로그램 [NARCE]를 이용하였다. 해석의 대상 교각으로는, 단면지름, 형상비, 콘크리트 강도, 축방향철근 항복강도, 심부구속철근 항복강도, 축방향철근비, 축력비, 심부구속철근비 등을 주요변수로 하여 총 7,200개의 철근콘크리트 나선철근 기둥 모델을 채택하였다. 해석결과 자료를 대상으로 상관관계를 분석하여 소요연성도에 따른 심부구속철근량의 새로운 설계식을 제안하였으며, 이 식은 연성도에 기초한 철근콘크리트 교각의 새로운 내진설계법에 적용될 수 있을 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.67-81
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• 2000

서해대교는 국내에 교량구조물에 관한 내진설계가 도입되기 전 설계된 교량으로서 현재 내진설계 규준에 적합하지 않은 종방향철근 및 횡방향 철근이 겹침이음된 중공육각형 단면의 철근콘크리트 기둥으로 이미 시공이 완료된 상태이다. 최근, 지진에 대한 사회적 관심이 대두됨으로서 내진 설계 규준에 적합하지 않은 철근상세를 가지 서해대교 PSM교 교각의 내진성능이 의문시되었다. 따라서, 비내진 철근상세를 가진 서해대교 PSM교 교각의내진성능 평가를 위하여 교각의 축소모형 실험을 수행하였으며, 실험결과 종방향철근 겹침이음이 교각의 전체적인 내진거동에는 큰 영향을 미치지 않으며 기대 이상의 연성을 발휘할 수 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 축소모형 실험결과에 의한 시험체의 파괴양상, 유효강성, 연성, 응답수 정계수 및 등가점성감쇠비를 분석하였으며, 아울러 가속도변위 응답스펙트럼을 이용하여 서해대교 PSM교 교각의 내진성능을 평가하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.51-65
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• 2009

콘크리트 교량의 합리적인 내진설계는 지진이 발생할 때 연성파괴메커니즘이 유도될 수 있도록 적절하게 교각 연성도를 확보하는 것이다. 현행 기준에서는 이를 위해 휨모멘트의 설계지진력을 산정할 때 응답수정계수를 도입하고 있으며, 연성도 확보를 위한 횡방향철근량을 규정하고 있다. 그러나, 이러한 내진규정은 일반적으로 단면이 크게 설계되는 우리나라에서는 횡방향철근이 과다하게 산정되는 비합리적이었다. 이를 개선하기 위해 소요연성도에 기반한 새로운 내진설계법이 제안되었으나 거동특성과 횡방향철근의 유효구속력이 다른 중공단면에 적용하기 위해서는 향후 많은 검증과 보완이 필요하다. 이에 본 연구에서는 축방향철근의 겹침이음과 횡방향철근량을 변수로 한 중공단면기둥을 제작하여 준정적 재하실험을 수행하였으며 다양하게 내진거동특성을 분석하고 내진성능을 확인하였다. 본 연구 결과는 향후 중공단면교각의 연성도(성능)기반 내진설계를 위한 기초자료로 제공될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.106-114
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• 2006

본 논문에서는 역강성법을 비좌굴 가새골조시스템의 내진설계에 적용하여 목표 변위를 만족시키는 비좌굴 가새의 단면적을 산정하였으며, 기존 연구와 비교하여 타당성을 검토하였다. 본 설계 방법은 개념이 직관적이고 적용이 간편하며, 고차모드 고려가 가능하고 각 층의 연성도를 개별적으로 조절할 수 있는 장점이 있다. 각 모델에 본 설계법을 적용한 결과, 전반적으로 목표변위 증가에 따라 가새 단면적이 감소하지만 층수와 연성도의 증가에 따라 일부층에서 오히려 가새 단면적이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 항복 후 강성비의 변화가 단면적에 끼치는 영향은 가새의 항복 후 강성비가 작은 경우 더 민감한 차이를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.25-34
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• 2003

최근 능력스펙트럼법, 직접변위기초설계법 등과 같은 성능에 기초한 내진 평가/설계법이 개발되어 사용되고 있다. 이들 방법은 구조물의 비선형 주기거동에 의한 에너지 소산능력을 고려함에 있어 부정확한 경험식에 의존하는 한계를 보이고 있다. 한편, 최근 연구에서 휨지배 철근콘크리트 부재에 대하여 여러 설계변수의 영향을 고려하여 주기거동에 의한 에너지 소산능력을 정확히 평가할 수 있는 방법이 개발되었다. 본 연구에서는 에너지 소산능력을 고려한 내진설계법에 대한 기초적인 연구로서, 최근 연구에서 개발된 에너지 소산능력 산정법을 이용한 철근콘크리트 전단벽 구조의 내진설계법을 개발하여, 기존의 내진설계법과 비교하였다. 제안된 설계법에서는 단면의 크기 및 형상, 축력, 철근비, 배근형태, 연성도 등과 같은 다양한 설계변수에 따른 에너지 소산능력의 변화를 정확히 고려하여 설계할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.63-69
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• 2003

본 연구에서는 단자유도계 시스템에서 작성한 이력에너지 스펙트럼과 누적된 변위 연성비 스펙트럼을 이용하여 비좌굴 가새골조의 내진설계법을 제안하였다. 먼저 목표 연성비에 해당하는 이력에너지 스펙트럼과 누적된 연성비 스펙트럼을 작성하였다. 주어진 목표 변위를 만족하기 위하여 필요한 가새의 단면적은 이력에너지 요구량과 가새에 의하여 소산된 누적 소성에너지를 같다고 하여 산정하였다. 스펙트럼을 작성하고 설계절차의 유효성을 검증하기 위하여 20개의 지진기록을 이용하였다. 제안된 방법에 따라 설계된 3층과 8층 비좌굴 가새골조의 해석결과에 따르면 최상층 변위의 평균값이 성능 목표 변위에 잘 부합됨을 알 수 있다. 또한 층간변위는 구조물 높이에 따라 비교적 일정하였는데 이것은 손상 분포가 일정하기 때문에 바람직하다. 그러므로 제안된 에너지 설계법은 기존 강도설계법의 대안으로 비좌굴 가새골조의 신뢰할만한 설계법이라고 할 수 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.63-70
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• 2012

본 연구에서는 변위기반 성능설계 개념에 의해 기존 철근콘크리트 기둥과 콘크리트에 강재를 매입한 SRC 합성기둥에 대하여 최대 설계지진 가속도에 대한 내진성능개선의 성능설계을 비교하였다. SRC 합성기둥은 구조물의 강도를 증가시킬 뿐 아니라 연성도를 증가시키는 효과가 있다. SRC 합성기둥의 단면은 H형 강재와 원형의 중공 강관을 매입한 형태로 구성되어 있다. SRC 합성기둥에 대한 P-M상관도와 단면 공칭휨모멘트를 분석하고 이를 바탕으로 SRC 합성기둥에 대한 설계 변위 추정을 위해 변위기반 내진 설계 알고리즘을 제시하였다. 성능기반설계에 의한 성능개선설계를 위하여 목표성능변위 및 설계지진가속도 조건에 대해 직접변위 기반 설계방법 및 변위계수법에 의한 내진성능개선 설계 방법을 제시하였다. SRC 합성기둥은 기존 RC 기둥과 비교하여 성능개선 설계 결과 변위 연성비 및 변위성능에서 크게 개선된 성능설계 결과를 나타내었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.1-10
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• 2000

우리 나라의 주거 건물의 많은 부분을 차지하는 조적조 건물은 저층이므로 내진 설계에 대한 지침이 마련되어 있지 않다. 그러나 조적조 건물의 경우 저층이라 하더라도 구조특성상 수평하중에 대한 저항능력이 매우 약하므로 내진 설계에 대한 기준이 요구된다. 일반적으로 내진설계 시 동적 해석을 수행하면 많은 시간이 소모되므로 실무자들에게 등가정적해석법을 제시하여 내진설계 시 편의를 제공하고 있다. 그러나 저층 조적조 건물은 일반적인 건물과는 거동 특성이 다르므로 저층 조적조 건물에 적용할 수 있는 해석법을 제시하고자 한다. 본 논문에서는 개구부의 비율에 따른 조적벽의 연성도, 강도 및 고유주기를 구하여 반응수정계수와 고유주기를 비교하여 우리 나라의 조적조 건물에 적합한 반응수정계수와 고유주기 산정식을 제안하였다.