최근 지진에서 발생한 건물의 손상을 살펴보면, 지진하중을 받는 건물의 3차원 거동에 의해서만 설명할 수 있는 경우가 많이 있다. 특히, 비대칭의 평면을 가지는 건물에서 발생하는 비틀림 거동은 2차원 모델로는 파악하기가 어렵기 때문에 구조물과 개별 부재의 3차원 거동을 보다 정확히 이해함으로써 구조물의 내진능력을 더 정확히 평가할 수 있다. 이를 위해서는 3차원 모델에 의한 비탄성 동적해석이 필요하게 된다. 현재, 전산기의 발달과 더불어 많은 자유도를 요구하는 3차원 구조물의 비탄성해석이 가능해지고, 구조부재의 비탄성거동에 관한 많은 실험으로 다양한 구조부재의 모델이 개발되어 지진에 대한 건물의 설계시 개인용 컴퓨터를 사용하여 이러한 3차원 비탄성 동적해석의 반영이 가능하게 되었다. 실제로 지진이 많이 발생하는 국가에서는 비탄성해석에 대해 많은 연구들이 진행되고 있으며, 일부 국가에서는 건물의 내진설계시 강진에 대한 비탄성해석을 요구하고 있다. 이 글에서는 삼성건설 기술연구소에서 도곡동 102고층 건물의 해석에 사용하였던 3차원 비탄성 동적해석 프로그램인 CANNY-E에 대하여 그 구성과 특징을 소개하고자 한다.
Since the Northridge earthquake in 1994 and the Kobe earthquake in 1995 occurred, the concept of performance based design has been introduced for designing various kinds of important structures and buildings. Uniform hazard spectra (UHS), with annual exceedance probabilities, corresponding to the performance level of each structure, are required for performance-based design. The probabilistic seismic hazard analysis was performed using spectral ground motion prediction equations, which were developed from both Korean Peninsula and Central and Eastern US region, and several seismotectonic models suggested by 10 expert panel members in seismology and tectonics. The uniform hazard spectra for 5 highly populated cities in Korea, with recurrence period of 500, 1,000, and 2,500 years using the seismic hazard at the frequencies of 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 Hz and Peak ground acceleration (PGA) were analyzed using the probabilistic seismic hazard analysis. The sensitivity analysis suggests that spectral ground motion prediction equations impact much more on seismic hazard than what seismotectonic models do. The uniform hazard spectra commonly showed a maximum hazard at the frequency of 10 Hz and also showed the similar shape characteristics to the previous study and related technical guides to nuclear facilities.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.5
no.4
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pp.75-81
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2001
Fuzzy supervisory control method is studied for the active control of earthquake excited structures. The proposed algorithm supervises and tunes previously designed control gains by evaluating the state of a structure through the fuzzy inference mechanism, which uses the information of relative displacements and velocities. Example designs and numerical simulations of earthquake exited three degrees of freedom structures are performed to prove the validity of the proposed control algorithm. Comparative results with conventional LQR method show that the proposed method is effective for the vibration suppression of earthquake excited structures.
Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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2016.06a
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pp.16-18
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2016
본 논문에서는 몽골 지역에 발생하는 지진이 대규모 집단 거주지 및 상업 지역인 울란바타르(Ulaanbaatar) 도심지역에 큰 피해를 주고 있는바, 지진재난경보시스템 개발하여 현장에 구축함으로써 신속히 지진발생 상황을 전파하여 몽골 국민의 생명을 보호하고 재산피해를 줄이는데 역할을 수행할 수 있다. 울란바타르 외곽에 지진파를 감지할 수 있는 지진센서를 설치하고, 지진파를 수집하여 분석하고 진도의 단계에 따라 이벤트를 발생한다. 지진의 세기에 따라 단계별 상황을 판단하고 시민들이 빠른 대피를 할 수 있도록 울란바타르 도심지역에 경보방송을 전달함으로써 지진 피해를 최소화 시킬 수 있다.
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.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.26
no.1A
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pp.155-162
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2006
This study presents the seismic risk assesment for an extradosed bridge with seismic isolators of lead rubber bearings(LRB). First, the seismic vulnerability of a structure and then the seismic hazard of the site are evaluated using earthquake data set and seismic hazard map in Korea, and then the seismic risk of the structure is assessed. The nonlinear seismic analyses are carried out to consider plastic hinges of bridge columns and nonlinear characteristics of soil foundation. The ductility demand is adopted to describe the nonlinear behavior of a column, and the moment-curvature curve of a column is assumed to be bilinear hysterestic. The fragility curves are represented as a log-normal distribution function for column damage, movement of superstructure, and cable yielding. And seismic hazard is estimated using the available seismic hazard maps. The results show that the effectiveness of the seismic isolators for the columns is more noticeable than those for cables and girders, in seismic isolated extradosed bridges under earthquakes.
Generally it was known that member forces in the earthquake resistant design is lower than those in the general design. But it is not true in cases of water treatment underground structures, which is different in each case like water treatment plant, sedimentation basin, and utility-pipe conduit. Also, looking at the scale of earthquakes that have recently occurred in Korea, large-scale earthquakes are frequent, so when the magnitude of the design seismic force increases, it is necessary to investigate the seismic behavior of the water treatment underground structure and to deal with it. In this study the change rate of member forces was investigated by the change of design load factor (earthquake acceleration design criteria), earth depth, underground water level. The pseudo-static analysis and response displacement method was applied, and various analyzes were conducted depending on the ground water and soil depth. The proposed formula in this study will be efficient when the earthquake design code of water treatment underground structures is revised.
The 1995 Kobe earthquake caused a massive damage to the Port of Kobe. Therefore, it was pointed out that it was impossible to design port structures for Level II (Mw 6.5) earthquakes with quasi-static analysis and Allowable Stress Design methods. In Japan and the United States, where earthquakes are frequent, the most advanced design standards for port facilities are introduced and applied, and the existing seismic design standards have been converted to performance-based design. Since 1999, the Korean Port Seismic Design Act has established a definition of necessary facilities and seismic grades through research on facilities that require seismic design and their seismic grades. It has also established a performance-based seismic design method based on experimental verification. In the performance-based seismic design method of the breakwater proposed in this study, the acceleration time history on the surface of the original ground was subjected to a fast Fourier transform, followed by a filter processing that corrected the frequency characteristics corresponding to the maximum allowable displacement with respect to performance level of the breakwater and the filtered spectrum. The horizontal seismic coefficient for the equivalent static analysis considering the displacement was calculated by inversely transforming (i.e., subjected to an inverse fast Fourier transform) into the acceleration time history and obtaining the maximum acceleration value. In addition, experiments and numerical analysis were performed to verify the performance-based seismic design method of breakwaters suitable for domestic earthquake levels.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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2001.09a
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pp.251-259
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2001
본 논문은 직접 변위 설계법의 기본개념을 이용하여 비대칭 평면을 갖는 벽 식구조의 변위에 근거한 내진설계방법을 제안한다. 제안된 설계방법은 구조시스템의 각 벽체의 강도비와 강성비 및 목적 설계 변위를 결정하고, 직접 변위 설계법에 따라 설계하중은 구하는 과정으로 이루어진다. 탄성 영역에서는 강성 편심을, 비탄성 영역에서는 강도 편심을 주요한 설계변수로 사용하였다 성능에 기초한 내진설계의 개념에 따라 비대칭 평면을 갖는 구조물이 요구되는 성능 수준을 효과적으로 만족할 수 있도록 본 논문은 시스템의 비틀림 미케니즘과 각 벽체의 변형능력을 고려하였다. 제안된 설계방법을 이용하여 중진과 강진 지역에 대해 예제 구조물의 설계하중을 구하고, 최적의 설계방법을 제안하였다.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.4
no.1
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pp.63-76
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2000
구조물-지반 상호작용에서 알려진 것처럼 구조물 지진응답은 구조물하부 지반조거에 따라 영향을 받는데 UBC-97을 포함한 여러내진설계규준에서 지반사태 영향을 반영하고 있다 이 연구에서는 기초크기 기초밑 지반깊이, 입력지진 작용점 및 기초 근입깊이 등의 영향을 살펴보고 깊은 지반 위에 세워진 구조물의 평균응답스펙트럼을 UBC-97 탄성응답스펙트럼과 비교하기 위해 구조물-지반 상호작용을 고려한 지진해석을 가상 3차원 유한요소법과 부구조물법을 이용하여 1952년 Taft와 1940년 El Centro 지진기록을 주파수영역에서 수행하였다 연구결과에 의하면 기초크기는 구조물 응답에 별 영향이 없고 기초저면 지반깊이는 구조물체계의 고유주기와 최대가속도를 변경시켰다 또 입력지진의 합리적 작용점은 기초저면이라는 것이 확인되었으며 깊은 지반위에 놓인 기초의 근입은 저주기영역에서 구조물 응답을 상당히 줄어들게 하였다 한편 30m 깊은 지반위에 세워진 구조물의 평균가속도와 UBC-97 가속도를 비교한 결과 UBC-97 탄성응답스펙트럼에 의한 구조물 내진설계가 안전하지 못할 수도 있으므로 UBC-97 지진계수의 할증이 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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