• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.19-19
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• 2018

최근 경주, 울산, 포항 등 경상도 지역에서 잇달아 발생한 대규모 지진으로 인해 사회기반시설물의 내진 안전성이 이슈가 되고 있다. 지진 안전 국가라고 여겨지던 우리나라는 상대적으로 지진에 대한 대비가 매우 부족한 실정이며, 자칫 대규모 피해로 이어질 우려가 있다. 특히 상수관망의 경우, 지중에 매설되어 있는 특성상 지진에 취약하고, 그 피해를 발견하기 어려워 장기적인 피해가 불가피하다. 상수관로의 지진피해는 누수와 파손으로 구분할 수 있으며, 파손관의 경우 용수공급능력을 크게 저하시키기 때문에 신속한 복구가 요구된다. 파손관의 복구는 부근에 위치한 차단밸브를 닫아 피해관로의 통수를 차단한 후에 복구 작업을 진행하는 것이 일반적이다. 이때, 차단밸브의 위치에 따라 단수구역이 광범위하게 발생할 수 있어 시스템 전반의 용수공급능력 저하로 이어질 가능성이 있다. 본 연구에서는 지진 발생 후 피해관로의 효율적인 복구전략 마련을 위한 상수관망 지진피해 복구 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 개발 모형은 피해복구에 따른 상수관망 시스템의 용수공급능력을 정량적으로 산정할 수 있으며, 지진 발생과 같은 비정상 상황의 시스템 용수공급능력을 수리학적으로 정확하게 해석하기 위해 압력기반의 해석(Pressure-driven analysis, PDA)을 적용하였다. 또한, 피해관로의 복구 시, 차단밸브에 의해 발생되는 단수구역을 탐색한 후, 수리해석 모의에 적용함으로써 현실적인 용수공급 상황을 모의할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 개발모형을 활용하여 차단밸브의 위치 및 개수가 단수구역의 범위 및 지진복구에 미치는 영향을 정량적으로 비교 분석하였으며, 이를 통해 효율적인 지진피해 복구 전략을 제시하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.2
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• pp.203-211
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• 2001

고층구조물의 해석에 사용되는 ETABS와 같은 상용프로그램은 해석의 단순화를 위하여 강막가정을 사용하게 된다. 이와 같은 강막가정은 일반적으로 바닥판의 휨 강성과 보의 편심효과를 무시하게 된다. 이러한 가정은 골조구조물의 정적해석에 대해서는 정당한 결과를 얻을 수 있으나 동적해석의 경우에는 바닥판의 휨 강성과 보의 편심효과가 구조물의 횡 방향 거동에 주요한 영향을 미치게 된다. 그러나 바닥판의 영향과 보의 편심효과를 고려하기 위해서는 유한요소의 특성상 바닥판과 보를 여러 개의 요소로 나누어야 하며, 이로 인하여 해석과 구조물의 모형화에 많은 시간이 소요되는 단점이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 부분구조기법과 대형요소를 사용한 효율적인 모형화 방법에 대하여 연구하였다. 또한 최종적으로 각 층에 대하여 강막가정을 적용하여 층 당 3개의 자유도만을 고려하는 막대모델을 제안하였다. 본 논문에서는 제안한 모형화기법의 정당성을 검토하기 위하여 구조물의 응답을 비교하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.38-45
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• 1998

최근 국내외에서 활발히 개발되고 있는 지진격리 시스템은 원자력 발전소, 교량, 중요한 공공건물 등의 지진피해를 최소화하기 이하여 널리 적용되고 있다. 그리고 다른 방법에 비하여 경제성 및 효율성이 우수하기 때문에 관련 연구 및 응용이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 국내외에서 격리시스템의 비선형성과 구조물의 불연속성을 고려한 지진격리 구조물의 해석을 통한 거동을 규명하는 연구가 과거 수년간 활발히 진행되어 왔다. 당사(금호건설)는 상부하중 지지능력과 감쇠능력이 우수한 지진격리장치를 개발하였으며 지진격리장치를 설치한 교량의 지진해석을 수행하여 본 지진격리 시스템의 이론적 성능을 파악하였다. 본 수치해석은 CrayC94에 탑재된 비선형 해석에 뛰어난 것으로 알려진 ABAQU를 이용하였다. 본 지진격리 시스템은 적층고무받침(Laminated Rubber Bearing)과 PTFE 미끄럼받침으로 구성되어 있으며, 적층고무받침은 주로 복원력을 제공하며 PTFE 미끄럼받침은 상부하중을 지지하며 마찰감쇠를 제공하여 에너지를 소산하는 역할을 한다. 본 수치해석에서는 선형스프링과 마찰요소를 이용하여 각각을 모형화하였다. 개발된 지진격리 시스템이 주로 사용될 상판자중이 무거운 다경간 연속 PC Box Girder교를 모델교량으로 선택하여 해석을 수행하였으며 수치해석에 사용된 격리시스템의 사전에 수행된 동특성 실험결과를 활용하였다. 이러한 해석을 통하여 이론적 효율성을 파악할 수 있었다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.1 no.1
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• pp.79-88
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• 1997

Very stiff floor system in a residential-commercial building causes some problems in the numerical analysis procedure due to significant difference in stiffness with adjacent elements. Static analysis of structure with a stiff transfer-floor can be performed approximately in two steps for upper and lower parts for the structure. However, it is impossible to perform dynamic analysis in two steps with separate models. An efficient method for dynamic analysis of a structure with a right floor system is proposd in this study. The matrix condensation technique is employed to reduce the degree of freedom for upper and lower parts of the structure and a beam elements with rigid bodies at both ends are introduce to model the rigid floor system. Efficiency and accuracy of the proposed method are verified through analysis of several example structures.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.22 no.1
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• pp.137-146
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• 2018

On September 12, 2016, the Gyeongju District was strongly shaken with M=5.8, which was the largest one since measured by the actual seismometer in Korea, and some buildings were damaged. The field survey of reinforced concrete school buildings in the affected area was carried out, and their residual seismic capacities(R) were estimated based on the Japanese Standard for post-earthquake damage evaluation. In this study, the M school, which was greatly damaged by the 2016 Gyeongju Earthquake, was selected, and its damage level was evaluated on the basis of the Japanese Standard. The seismic capacity of the M school was also evaluated using the nonlinear dynamic analysis, and relationships between its damage level and seismic capacity was also conducted to investigate causes of earthquake damage. The damage level of M school was classified into light with R=88.2%. The result of the dynamic analysis agreed reasonably well with the damage of M school sustained by the 2016 Gyeongju earthquake. This will provide fundamental data for earthquake preparedness measures, such as the seismic rehabilitation of low-rise reinforced concrete buildings in Korea.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.6 no.6
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• pp.7-15
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• 2002

In this paper, the nonlinear parameter estimation method using the estimated hysteresis of each structural members was studied for the purpose of efficient seismic damage prediction and estimation of MDOF nonlinear structural model in the shaking table test. The hysteresis of each structural members can be obtained by the conversion of measured response histories into relative motions of each structural members and member forces. These hysteresis can be used to evaluate various kinds of damage indices of each structural members. The MDOF nonlinear structural model for further analysis(re-analysis) can be easily reconstructed using estimated nonlinear structural parameters of each structural members. To demonstrate the proposed techniques, several numerical and experimental example analyses are carried out. The results indicate that the proposed method can be very useful to assess local seismic damages of structures.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.1
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• pp.89-98
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• 2000

본 연구에서는 비비례 감쇠시스템을 효율적으로 해석할 수 있도록 모드 가속도법(mode acceleration method)과 모드 절삭 보강법(modal truncation augmentation method)을 확장하고 그 사용성을 검증하였다,. 비례 감쇠시스템의 동응답해서에 널리 사용되는 모드 가속도법과 모드 절삭보강법은 누락된 고차모드의 영향을 보정하여 모드 중첩법의 결과를 개선하는 방법이다. 기존의 방법들로 비비례 감쇠시스템을 해석하는 경우 비비례 감쇠특성을 무시하지 않으며 정확하고 효율적으로 해석할 수 있도록 모드 가속도법과 모드 절삭보강법을 확장하였다. 비례 감쇠시스템에서는 모드 가속도법보다 모드 절삭보강법이 더 효율적인 반면에 비비례 감쇠시스템에서는 대부분의 경우에 있어서 확장된 두 방법의 효율성이 동일하다. 그러나 수치적 안정성은 확장된 모드 가속도법이 모드절삭 보강법보다 우수하다. 이와 같은 확장된 모드 가속도법과 모드 절삭보강법의 사용성 검？을 위해서 이론적 방법과 수치예제를 수행하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.1 no.3
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• pp.11-19
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• 1997

In this paper, an efficient dynamic analysis method of a building structure with viscoelastic dampers is proposed. Viscoelastic dampers are used for the purpose of controlling vibration of buildings. The matrix condensation technlque based on the rigid diaphragm assumption is not readily applicable for building structures with viscoelastic dampers. An improved procedure for damping matrix condensation is employed in the proposed method to increase the efficiency of analysis. Efficiency and accuracy of the proposed method are verified through analysis of an example structure.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.1 no.2
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• pp.17-29
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• 1997

Single-mode spectral analysis method is usually applied to a small-scale bridges with the simple geometric shape and uses only fundamental period to estimate the elastic earthquake forces and the displacements of the substructure. On the other hand, multi-mode spectral analysis method may be used instead if the possibilities of potential damage are developed when considering significance, scale, and geometric shape of briages. Since the dynamic responses of bridge can be significantly different depending on the modeling techniques for the restraint and support conditions etc, it may be misled to the unexpected results. In this study the dynamic analysis program which can model and analyze the bridge as a two- or three-dimensional framed structure is developed and verified with the results of other reliable program. Using this program together with the post processor, the designer can easily and readily obtain the reponses(moments, base shears, and displacements)of bridges necessary to design purpose. And further from the analysis results according to the variations of type, scale, and restraint and supprot conditions of bridges including sectional properties, applications of the effective and desirable seismic design are presented.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.9
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• pp.724-731
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• 2016

As the structural damage caused by earthquakes has been gradually increasing, estimating the seismic fragility of structures has become essential for earthquake preparation. Seismic fragility curves are widely used as a probabilistic indicator of structural safety against earthquakes, and many researchers have made efforts to develop them in a more accurate and effective manner. However, most of the previous research studies used simplified 2D analytical models when deriving fragility curves, mainly to reduce the numerical simulation time; however, in many cases 2D models are inadequate to accurately evaluate the seismic behavior of a structure and its seismic vulnerability. Thus, this study provides a way to derive more accurate, but still effective, seismic fragility curves by using 3D analytical models. In this method, the reliability analysis software, FERUM, is integrated with the structural analysis software, ZEUS-NL, enabling the automatic exchange of data between these two software packages, and the first order reliability method (FORM), which is not a sampling-based method, is utilized to calculate the structural failure probabilities. These tools make it possible to conduct structural reliability analyses effectively even with 3D models. By using the proposed method, this study conducted a seismic vulnerability assessment of RC frame structures with their 3D analytical models.