• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.523-530
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• 2017

본 연구에서는 역량스펙트럼법을 이용해 얻어진 구조물의 성능점을 확률적으로 평가하는 방법을 제시하였다. ATC-40에 따라 역량스펙트럼법을 이용하여 4층 1경간 철골구조물의 성능점을 산정하였다. 요구스펙트럼을 이용하여 구조물의 성능한계를 초과하는지 여부를 분석하기 위해 구조부재의 소성변형각으로부터 정의되는 구조물의 성능한계에 대해 한계변위를 도출하였다. 또한 설계응답스펙트럼과 유사한 응답스펙트럼을 가지는 인공지진파 30개를 선정하여 스펙트럼 가속도에 따른 각 성능한계의 초과여부를 통해 fragility curve를 도출하였다. 관측된 초과확률을 이용하여 fragility curve를 도출하기 위해 maximum likelihood method를 사용하였다. 각 성능한계점에 대응하는 설계응답스펙트럼의 응답가속도값에서 성능한계점을 초과할 확률은 존재하는 것으로 확인되었다. 본 방식은 구조물의 성능점에 대해 지진파의 불확실성을 고려한 확률적 평가가 가능하고, 시간증분해석이 필요하지 않아 해석시간을 상당부분 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.65-72
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• 2009

도로교설계기준은 일반교량에 대한 내진설계방법으로 응답수정계수를 사용하는 스펙트럼해석법을 제시하고 있다. 그러나 중진지역이라는 한반도의 상황과 국내의 교량설계 및 시공환경에 대한 적용성은 아직 검증되지 않은 실정이다. 그러므로 도로교설계기준의 스펙트럼해석법을 적용하여 내진설계의 기본개념으로 제시되는 붕괴방지수준이 만족되는가에 대한 검토가 요구된다. 이 연구에서는 T형 및 ${\prod}$형 교각을 하부구조로 하는 두 개의 일반교량을 해석대상교량으로 선정하고, 중진지역의 설계조건과 스펙트럼해석법을 적용하여 내진설계를 수행하였다. 이 과정에서 응답수정계수의 역할과 붕괴방지수준의 만족여부를 검토하고, 그 결과를 토대로 설계기준에 보완해야 하는 사항을 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권1호
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• pp.9-17
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• 2005

공진주파수 스펙트럼법을 이용하여 ZnO 와 AIN 압전박막의 임피던스 특성 및 전기기계결합계수 특성에 대해 조사하였다. 압전박막의 두께가 얇을수록 전체적인 임피던스 응답 피크의 크기가 감소하였으며, 기판의 두께가 얇을수록 응답 피크의 모드 수가 감소하는 것이 관찰되었다. 입력 Kt² 값으로부터 평가된 Kt² 값을 통해 압전박막의 두께보다 기판의 두께 변화에 대한 영향이 더 큼을 알 수 있었고, 기판의 acoustic 임피던스에 의해서도 Kt² 값이 감소함을 알 수 있었다. 전극 효과가 첨가되면 임피던스 응답 피크의 크기가 감소하였으며, 전극의 acoustic 임피던스가 커짐에 따라 응답피크는 더 작아졌다. 공진주파수 스펙트럼법에서 전극은 질량부하로 고려되기 때문에 전극 효과가 첨가된 경우 Keff² 값은 증가하며, 전극의 acoustic 임피던스가 크면 그 효과는 더 커졌다. 공진주파수 스펙트럼법을 이용한 시뮬레이션을 통해 기판, 압전체, 전극으로 이루어진 composite 공진기의 특성 분석과 설계까지도 가능함을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.83-93
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• 2004

본 연구에서는 지하구조물의 내진 설계를 위한 수정된 응답변위법을 제안하였다. 먼저 기존 응답변위법의 적용성을 검증하기 위해서 매설심도와 지반조건을 변수로 하여 국내의 특성이 반영된 경우에 대한 해석을 수행하였으며 정밀 동적 해석의 결과와 비교하였다. 최대휨모멘트 및 상대 변위를 비교한 결과, 응답변위법의 정확도에 영향을 크게 미지는 속도응답스펙트럼과 지반반력계수 산정의 필요성이 확인되었다. 따라서 국내의 실정에 맞도록 수정된 속도응답스펙트럼과 새로운 지반반력계수 산정식 제안을 위한 방법을 고찰하였다. 제안된 응답변위법의 타당성 및 적용성을 검증하기 위하여, 지반의 조건 및 구조물의 크기 매설심도, 기반암의 위치를 변화시키면서 해석을 수행하였다. 응답변위법의 해석결과와 정밀 동적 해석법의 결과를 비교ㆍ분석하여 국내 지하구조물의 내진 설계를 위한 응답변위법의 적용 가능성을 검증하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 26 Nov. 1993
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• pp.163-168
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• 1993

현대 산업사회에서 발전소는 중요한 시설물이다. 특히 원자력발전소는 지진 과 같은 천재지변시 매우 위험하기 때문에 내진설계가 필수적으로 요구되어 진다. 최근 국내 원자력발전소의 증가와 1986년 이후 만들어진 내진관련 법 규에 따라 내진설계가 보편화 되어가고 있다. 본 연구에서는 발전소에서 쓰 이는 입축펌프를 해석대상기종으로하여 구조해석과 내진해석을 수행하엿다. 입축펌프는 큰 질량을 가진 모터가 펌프의 윗부분에 위치하고 있어 진동문 제가 야기되는 기종이다. 펌프의 고유진동수는 기초부의 강성과 수조의 내수 위에 따라 변하며, 펌프의 축계의 진동수에 비하여 구조계의 진동수가 운전 회전수에 가깝기 때문에 구조계의 진동이 문제시된다. 해석에 있어서 펌프는 단면이 변하는 Euler Beam으로 보고 유한요소법을 사용하여 모델링하였고, 물의 저항에 의한 부가질량을 고려하였다. 내진해석은 응답스펙트럼법으로 수행하였으며 GRS는 Housner가 0.2g에 대하여 제작한 것을 OBE 조건 (0.12g)으로 scaling하여 사용하였다. 각 모드에 대한 합성방법은 SRSS 법을 적용하였다. 또한 응답스펙트럼법과 시간이력해석의 결과를 비교하였으며, 시간이력해석에서, 수치해석방법으로는 Newmark법을 적용하였다. 지진자료 는, 1940년, California에서 발생한 Elcentro 지진 자료를 이용하였다. 연구수 행과정에서 기초강성계수와 수조내 물의 수위를 주된 인자로 하여 이들의 값에 따라 변하는 고유진동수를 고찰하고, 지진입력시 예상되는 최대응답을 구하여, 비교 분석하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.33-47
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• 2007

실무에서 지진해석법으로 널리 쓰이는 방법은 등가정적해석법과 응답스펙트럼해석법이다. 이 중 등가정적해석법에 의한 밑면전단력은 구조물의 주축을 해석좌표축에 어떻게 배치하는가와 상관없이 일관된 값을 나타낸다. 그러나 응답스펙트럼해석은 해석좌표 축에 구조물의 주축을 다르게 배치하여 해석을 수행하면 밑면전단력이 각기 다르게 발생한다. 이는 엔지니어가 구조물을 설계함에 있어 구조물의 주축을 해석좌표축에 어떻게 설정했는지에 따라 설계부재력이 모두 달라질 수 있음을 뜻한다. 또한 응답스펙트럼해석은 지진을 가한 방향의 직각방향에서 적지 않은 응답이 발생하는 경우가 생긴다. 한방향 해석에 대한 X와 Y축을 따라 분리되는 이러한 양방향 응답은 보정계수 산정시 쓰이는 밑면전단력을 작게 만들며 이는 결과적으로 보정계수를 크게하여 과다설계의 우려가 생긴다. 내진설계시 발생하는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 수평의 강성 차이에 따라 구조물을 크게 세 가지(양방향 대칭 구조물, 한방향 비대칭구조물, 양방향 비대칭구조물)로 분류하여 각각의 경우에 대하여 간단한 모델을 선정하고 구조물의 주축을 회전시켜가면서 지진해석을 수행하였다. 각 경우의 예제구조물이 가지는 동적특성과 설계부재력을 살펴보았다. 현재 실무에서 적용되는 보정계수 산정법에 의한 설계부재력과 앞선 문제들을 해결하고자 본 논문에서 제안하는 새로운 보정계수 산정법에 의한 설계부재력을 비교하여 제안하는 보정계수 산정법의 효율성을 검토하였다. 그 결과로 새로 제안된 보정계수 산정법에 의하여 설계부재력을 산정하는 것이 내진설계시 엔지니어들이 겪을 수 있는 혼란을 덜어주며 경제적인 부재설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.77-85
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• 1988

본 연구(硏究)에서는 지진(地震)하중을 받는 선형비례감쇠(線形比例減衰) 시스템의 층응답(層應答) 스펙트럼을 random vibration 이론(理論)을 적용하여 계산(計算)하는 방법을 제시(提示)하였다. 해석(解析)방법으로는 모드가속도법(加速度法)을 사용하였으며 구조물(構造物)-기기(機器)의 상호작용(相互作用)은 고려하지 않았다. 입력지진운동(入力地震運動)과 기기(機器)의 응답(應答)을 평균(平均)값이 영(零)인 정상(定常) Gauss 과정(過程)으로 가정하였다. 입력지진(入力地震)의 천이특성을 Vanmarcke 방법(方法)에 따라 첨두계수(尖頭係數) 계산시 고려하였다. 층응답(層應答) 스펙트럼을 공진(共振)과 비공진(非共振)으로 구분(區分)하여 계산하였으며 응답(應答)계산시 구조물(構造物)과 진동체(振動體)의 첨두계수(尖頭係數)는 지반응답(地盤應答) 스펙트럼의 첨두계수(尖頭係數)와 동일(同一)하다고 가정하였다. 적용예(適用例)에서는 시간이력해석(時間履歷解析)의 결과와 비교(比較)함으로써 본 연구(硏究)의 타당성(妥當性)을 입증(立證)하였다. 본(本) 논문(論文)의 해석방법(解析方法)을 사용(使用)하면 비교적(比較的) 정확(正確)한 안전측(安全側)의 결과(結果)를 얻을 수 있으며 시간이력해석법(時間履歷解析法)에 비해 계산시간(計算時間)을 상당(相當)히 절약할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1773-1778
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• 2010

본 논문은 원자력 내진등급 원전용 주냉각수 펌프의 지진하중에 대한 구조 건전성을 코드에 따라 평가하였다. 펌프 구조물을 3차원 모델링하여 유한요소법을 사용하여 모달 해석 및 응답스펙트럼 해석을 수행하였다. 모달 해석 결과 고유진동수, 모드형상 및 모드참여계수를 얻을 수 있었다. 응력해석에서 구한 응력들을 조합하여 원자력 규격집에서 제시한 허용응력과 비교하여 펌프의 구조 건전성을 판단하였다. 모든 지진하중에 대한 펌프 구조물에서의 응력은 허용값 보다 작게 분포하므로 구조적 건전성을 유지한다고 평가할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.69-80
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• 2008

본 연구에서는 중고층 건물과 같이 고차모드의 영향이 커지는 구조물의 지진에 대한 성능점을 간략하고 정확하게 구할 수 있는 개선된 능력스펙트럼법을 제안한다. 능력스펙트럼법은 주어진 지진의 응답스펙트럼과 다자유도 구조물을 변환한 등가 단자유도 시스템을 이용하여 지진으로 인하여 발생하는 지붕층의 최대 비탄성변위를 간략하게 구하는 방법이다. 제안된 방법에서는 구조물의 탄성 및 비탄성 동적해석을 수행하지 않고, 기존의 능력스펙트럼법에서 요구되는 정적푸쉬오버해석과 탄성변위를 이용하여 비탄성변위를 예측하는데, 기존 연구에서 개발한 $C_R$을 이용한다. 본 연구는 제안한 방법의 정확도를 평가하기 위해 LA 지역의 3, 9, 20층 철골모멘트저항골조를 선택한다. 이 건물들의 지진에 대한 각 층별 최대 층간변위비를 개발한 CSM으로 구하고, 이를 비선형 응답이력해석(NL-RHA)으로 구한 결과와 비교하였다. 사용한 지진은 재현주기 475년과 2475년의 위험수준에 대한 각각 20개의 지진집단들이다. 또한 본 연구에서는 ATC-40에 제시된 CSM 방법과 N2 방법으로 구한 각 건물의 최대 층간변위비도 비교한다. 개발된 CSM은 기존에 개발된 방법에 비하여 보다 정확한 최대 층간변위비를 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.501-508
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• 2014

본 논문에서는 질점계 비선형 지진응답해석을 통한 역량스펙트럼 도출방법을 소개한다. 일반적인 건축물의 손상도 평가는 비선형 등가정적해석(Push-over Analysis)을 통하여 건축물의 역량스펙트럼을 도출하고, 역량스펙트럼과 요구스펙트럼의 교차점을 성능점으로 평가하고 있다. 등가정적해석은 지진의 영향을 등가의 정적하중으로 환산한 후 이를 이용하여 정적해석을 수행함으로써 구조물의 지진에 의한 거동을 예측하는 방법이다. 이 방법은 고차모드 및 층별 동특성의 영향을 고려할 수 없다. 따라서 건축물의 동특성이 반영된 역량스펙트럼을 산출하기 위하여 질점계 비선형 지진응답해석을 진행하여 건축물의 역량 스펙트럼을 제안하고자 한다.