• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.35-47
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• 2003

다수의 지점 위에 놓인 교량의 경우, 지진으로 인한 지반운동은 교량길이에 따른 거리에 걸쳐 지점마다 현저하게 다를 수 있다. 본 연구는 이러한 공간적 특성을 고려하기 위하여 지점마다 다른 진폭과 위상 그리고 주파수 성분을 갖도록 지반운동 시간이력곡선을 생성하였고, Monte Carlo 해석기법을 사용하여 생성된 지반운동 하에서 교량의 비선형 동적거동을 고찰하였으며 두개의 실제 교량에 대한 취약도 해석을 수행하였다. 공간적 특성이 지진반응에 미치는 영향을 고려하여 교량교각의 연성도에 대한 취약도 곡선을 개발하였고, 동일지진 하에서의 취약도 곡선과 비교 검토하였다. 본 연구는 동일 지반운동을 사용하여 교량해석을 수행하는 경우 교각의 요구 연성계수가 상이 지반운동을 사용하는 경우보다 저평가 될 수 있다는 것을 입증하였다. 지진취약도 곡선은 지반운동의 강도를 표시하는 PGA, PGV, SA, SV와 SI의 함수로 나타내어졌다. 본 연구는 최초로 공간적 특성을 반영한 지반운동 하에서의 지진취약도 곡선을 개발하였으며, 다경간 교량의 내진설계시 시방서에 그 영향을 고려하기 위한 설계지침의 근거를 제공할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권2A호
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• pp.43-49
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• 2011

본 연구에서는 선교나 부선등에 실린 장비들과 같이 선박의 회전중심으로부터 이격된 선박구조와 교량의 상부구조가 충돌하는 경우의 충돌거동을 해석할 수 있도록 선박의 회전을 고려한 간이충돌모델을 개발하였다. 충돌모델은 선박과 교량의 질량과 강도 및 비선형성을 나타내도록 하였고, 모델의 비선형 운동방정식을 4차 Runge-Kutta방법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 현재 국내에서 운용되고 있는 부선의 제원을 선폭을 기준으로 표준화하고 작성된 충돌모델을 이용하여 각종 충돌조건이 교량의 충돌하중이 미치는 영향에 대한 매개변수연구를 수행하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권6호
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• pp.533-543
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• 2019

This paper presents a study on the behavior of an RC bridge under near-field and far-field ground motions. For this purpose, a dynamic nonlinear finite element time history analysis has been conducted. The near-field and far-field records are chosen pairwise from the same events which are fits to the seismic design of the bridge. In order to perform an accurate seismic evaluation, the model has been analyzed under two vertical and horizontal components of ground motions. Parameters of relative displacement, residual displacement, and maximum plastic strain have been considered and compared in terms of near-field and far-field ground motions. In the following, in order to decrease the undesirable effects of near-field ground motions, a viscous damper is suggested and its effects have been studied. In this case, the results show that the near-field ground motions increase maximum relative and residual displacement respectively up to three and twice times. Significant seismic improvements were achieved by using viscous dampers on the bridge model. Somehow under the considered near-field ground motion, parameters of residual and relative displacement decrease dramatically even less than the model without damper under the far-field record of the same ground motion.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.70-78
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• 2011

본 논문은 변형률 계측데이터를 사용하는 신뢰성 및 정확성을 증진된 BWIM(Bridge Weigh-In-Motion) 알고리즘을 개발하고, 이를 교량에 대한 다양한 실험을 통해 검증하고자 하는 것이다. 본 논문에서는 밀도추정함수와 평균보정계수를 이용한 BWIM 알고리즘을 제시한다. 밀도추정함수는 다축하중을 추정할 때 신뢰할 수 있게 적용할 수 있음을 입증하였으며, 평균보정계수는 이론 계산된 모멘트와 계측된 변형률에서 계산한 모멘트 사이의 전반적인 오차를 최소화하기 위해 적용된다. 개발된 알고리즘은 수치예제, 실내모형실험 그리고 다주형 합성교량에 대한 현장실험을 통해 성공적으로 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.29-38
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• 2009

지진 발생시 교량 상판 연결부의 상대변위로 레일에 발생하는 부가응력으로 인한 레일의 좌굴과 파손은 열차의 탈선을 유발할 수 있다. 교량의 지진응답 증가에 영향을 미치는 지반의 탈선취약요소와 교량의 구조적인 요소를 고려하여 고속철도교량 장대레일의 지진응답을 평가하였다. 연약층이 있는 지반, 상하역전형 지반과 같은 지반 탈선취약요소를 고려하기 위해서 지반을 평행층상지반으로 모델링하여 부지효과가 고려된 자유장운동을 구하고 이를 입력지진으로 사용하였다. 교각 높이나 적용 도상을 변화시키면서 구조적 특성이 레일의 지진응답에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.137-144
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• 2019

근단층 지역에 위치한 교량은 근단층지반운동에 대한 내진안전성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연약지반이 두껍고 다양한 지층으로 구성된 지역에 건설되는 단일형 현장타설말뚝 교량의 지진거동특성과 내진안전성을 분석하였다. 근단층지반운동을 생성하고 지반해석을 수행하여 각 지층에서의 지반가속도이력을 산정하였다. 이 가속도이력을 이용하여 각 지층의 지반을 등가스프링으로 모델화하고, 각 지층에서의 가속도시간이력을 입력지반운동으로 하는 다지점 가진 지진해석을 수행하였다. 근단층지반운동의 특성으로 인하여 교량은 탄성영역 내에서 거동하였지만 최대모멘트의 발생 위치 등이 설계지반운동을 고려할 때와는 상이한 특성을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권2호
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• pp.219-230
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• 2022

Due to the large number of railway bridges along China's high-speed railway (HSR) lines, which cover a wide area with many lines crossing the seismic zone, the possibility of a HSR train running over a bridge when an earthquake occurs is relatively high. Since the safety performance of the train will be threatened, it is necessary to study the safety of trains running over HSR bridges during earthquakes. However, ground motion (GM) is highly random and selecting the appropriate ground-motion intensity measures (IMs) for train running safety analysis is not trivial. To deal this problem, a model of a coupled train-bridge system under seismic excitation was established and 104 GM samples were selected to evaluate the correlation between 16 different IMs and train running safety over HSR bridges during earthquakes. The results show that spectral velocity (SvT₁) and displacement (SdT₁) at the fundamental period of the structure have good correlation with train running safety for medium-and long-period HSR bridges, and velocity spectrum intensity (VSI) and Housner intensity (HI) have good correlation for a wide range of structural periods. Overall, VSI and HI are the optimal IMs for safety analysis of trains running over HSR bridges during earthquakes. Finally, based on VSI and HI, the IM thresholds of an HSR bridge at different speed were analyzed.

• 한국해양공학회지
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• 제24권1호
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• pp.76-82
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• 2010

This paper presents a seismic response analysis of bridge structures considering the spatial variation of input ground motion. In earthquake analyses of structures, it is usually assumed that the input ground motion is the same at every support. However, this assumption is not justified for long structures like bridges, because observations have shown that the earthquake ground motion can vary considerably within relatively small distances. When the soil under the foundation is relatively soft and deep, an analysis of the foundation-soil interaction must always be performed. To consider the foundation-soil interaction, a soil response analysis is performed first, and after determining the material characteristics of the foundation element obtained by this foundation-soil interaction analysis, the seismic response analysis of a bridge superstructure with equivalent springs and dampers is performed. Finally, the influences of the spatial variation in the input motion, which are affected by different soil characteristics, are considered.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.31-43
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• 2009

본 논문에서는 다양한 차종의 영향을 반영할 수 있고, 차량과 교량의 연성 운동방정식을 구성하여 시간 단계별 직접해를 산정할 수 있는 수치해석기법을 제시하였다. 운동방정식의 해는 직접적분법인 Newmark ${\beta}$을 이용하여 해석 단계별로 구성된 유효강성행렬과 유효하중벡터를 바탕으로 정적평형방정식의 해를 구하는 원리와 동일하게 산정하였다. 또한 해석의 효율성을 증진시키기 위하여 유효강성행렬은 Skyline 법에 의해 재구성하였으며, Cholesky의 행렬 분해기법을 동시에 적용하여 직접적인 역행렬 계산에서 야기되는 오차의 발생을 최소화 하였다. 또한 기존선 철도차량인 새마을 PMC 열차와 디젤 견인 무궁화 열차에 대한 3차원 정밀수치해석 모델을 개발하였고, 각 차량은 차체와 전 후방 대차에 각각 6자유도씩 고려하여 총 18자유도로 수치모델을 작성하였다. 교량은 3차원 공간뼈대 요소를 이용하여 모델링하였고, 차륜과 레일 접촉면의 불규칙성은 미국의 FRA에서 규정하고 있는 연직방향 및 횡방향틀림에 대한 PSD 함수를 이용하여 궤도틀림을 수치적으로 구현하였다. 제시된 수치해석 기법은 12 m, 18 m형 판형교의 실측결과를 이용하여 타당성을 검증하였으며, 실측 및 수치해석결과는 교량의 1차 휨 고유진동수의 2.0배를 기준으로 Low pass filtering 하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.93-96
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• 2008

근단층지반운동(NFGM)은 장주기 성분의 펄스 형태를 갖는 지반운동이다. 이들 근단층지반운동은 1994년 미국 Northridge 지진, 1995년 일본 Kobe 지진, 1999년 터키 Izmit 지진 등과 같은 강진 지역에서 관측되었으며 이들 지진의 진앙이 도시 주변에 위치하여 큰 피해를 초래한 바 있다. 강진 지역에서는 원역단층지반운동(FFGM)에 대해 폭넓은 연구가 수행되었으나 비내진 또는 중저진 지역에서는 NFGM에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구는 주철근 겹침이음이 없는 RC 교각을 근단층지반운동에 대해서 해석 연구하는 것이다. 2기의 RC교각은 진동대 실험으로 근단층지반운동을 가력하였다. 추가로 2기의 RC교각은 준정적 실험으로 나머지 2개의 RC교각은 유사동적 실험으로 수행하였다. 이 논문은 횡방향 철근비가 증가 할수록 더 큰 PGA에서 철근이 파괴된다는 것을 보여준다.