• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제59권3호
• /
• pp.455-473
• /
• 2016

Methods for the seismic demands evaluation of structures require iterative procedures. Many studies dealt with the development of different inelastic spectra with the aim to simplify the evaluation of inelastic deformations and performance of structures. Recently, the concept of inelastic spectra has been adopted in the global scheme of the Performance-Based Seismic Design (PBSD) through Capacity-Spectrum Method (CSM). For instance, the Modal Pushover Analysis (MPA) has been proved to provide accurate results for inelastic buildings to a similar degree of accuracy than the Response Spectrum Analysis (RSA) in estimating peak response for elastic buildings. In this paper, a simplified nonlinear procedure for evaluation of the seismic demand of structures is proposed with its applicability to multi-degree-of-freedom (MDOF) systems. The basic concept is to write the equation of motion of (MDOF) system into series of normal modes based on an inelastic modal decomposition in terms of ductility factor. The accuracy of the proposed procedure is verified against the Nonlinear Time History Analysis (NL-THA) results and Uncoupled Modal Response History Analysis (UMRHA) of a 9-story steel building subjected to El-Centro 1940 (N/S) as a first application. The comparison shows that the new theoretical approach is capable to provide accurate peak response with those obtained when using the NL-THA analysis. After that, a simplified nonlinear spectral analysis is proposed and illustrated by examples in order to describe inelastic response spectra and to relate it to the capacity curve (Pushover curve) by a new parameter of control, called normalized yield strength coefficient (${\eta}$). In the second application, the proposed procedure is verified against the NL-THA analysis results of two buildings for 80 selected real ground motions.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
• /
• pp.63-68
• /
• 2000

Concrete is popular as a building material, however it is inherently brittle and performs poorly during earthquakes if nor reinforced properly. Traditional retrofit design techniques assume that buildings respond elastically to earthquakes. This assumption simplifies the analysis procedure but can lead to an erroneous conclusion. The complete nonlinear time history analysis is considered overly complex and impractical for general use. Simplified nonlinear analysis methods, referred to as nonlinear static analysis procedures, include the capacity spectrum method(CSM) developed in detail at ATC-40 and the displacement coefficient method(DCM) utilized at FEMA-273. In this study wall APT system. The results were compared and analyzed. The program used was neaMAX-3D to express nonlinear material.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제7권4호
• /
• pp.587-607
• /
• 2014

Progressive collapse, which is referred to as the collapse of the entire building under local damages, is a common failure mode happened by earthquakes. The collapse process highly depends on the whole structural system. Since, asymmetry of the building plan leads to the local damage concentration; it may intensify the progressive collapse mechanism of asymmetric buildings. In this research the progressive collapse of regular and irregular 6-story RC ordinary moment resisting frame buildings are studied in the presence of the earthquake loads. Collapse process and collapse propagation are investigated using nonlinear time history analyses (NLTHA) in buildings with 5%, 15% and 25% mass asymmetry with respect to the number of collapsed hinges and story drifts criteria. Results show that increasing the value of mass eccentricity makes the asymmetric buildings become unstable earlier and in the early stages with lower number of the collapsed hinges. So, with increasing the mass eccentricity in building, instability and collapse of the entire building occurs earlier, with lower potential of the progressive collapse. It is also demonstrated that with increasing the mass asymmetry the decreasing trend of the number of collapsed beam and column hinges is approximately similar to the decreasing trend in the average story drifts of the mass centers and stiff edges. So, as an alternative to a much difficult-to-calculate local response parameter of the number of collapsed hinges, the story drift, as a global response parameter, measures the potential of progressive collapse more easily.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권5호
• /
• pp.397-404
• /
• 2017

본 연구의 목적은 트러스의 형태를 바꿔가며 엇갈린 트러스(STF) 시스템의 내진성능을 평가하는 것이다. 예제 구조물은 10층의 철골조 사무실 건물이며, 시스템별로 각각 프랫트러스, 하우트러스, 와렌트러스, 케이트러스와 비렌딜트러스를 적용하였다. 중력하중, 풍하중, 지진하중을 고려한 구조해석을 실시하여 부재에 높은 DCR을 만족하는 단면을 산정한 후 고유주기, 밑면전단력과 층간변위를 산출하였다. 그 후, 역량스펙트럼법을 통해 1.2배의 설계지진(DE)과 최대고려지진(MCE)에 대한 성능점을 산정하고, STF 시스템의 항복여부 및 소성힌지의 분포를 파악하여 구조기준에서 제시한 목표성능수준을 만족하는지 살펴보았다. 평가 결과, 모든 시스템이 해당 목표성능수준을 만족하였으며, 시스템의 경제성 및 효율성을 따져보았을 때, PR10이나 VR10이 가장 적합한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권2A호
• /
• pp.131-143
• /
• 2009

지진하중과 같은 횡하중에 대하여 교량구조물의 아칭작용은 교대 사이의 상부구조에 의해 발생하며 이를 상부구조의 저항능력이라고도 한다. 교량구조물의 아칭작용의 크기는 경간의 수에 영향을 받으며 또한 상부구조, 교대와 교각의 연결조건 및 상부구조와 하부구조의 강성비에도 영향을 받는다. 프리캐스트 콘크리트 상자형 교량의 비탄성 지진응답에 대한 아칭작용의 영향을 분석하기 위하여 경간수에 따른 두 가지 종류의 예제교량(교량 SB와 교량 LB), 교각의 높이의 배열에 따른 세가지 종류(대칭, 비대칭)의 교량, 상부구조와 하부구조의 연결조건에 따른 세가지 교량(형식 A, B, C)등에 대한 구분을 조합하여 18가지 종류의 예제구조물을 작성하였으며, 이 예제구조물들에 대하여 역량스펙트럼해석, 비탄성 시간이력해석을 수행하여 지진응답을 비교하여 아칭작용의 영향을 분석하였다. 아칭작용의 영향(최대변위의 감소와 저항능력의 증가)은 교량 SB(short bridge)의 경우가 교량 LB(long bridge) 보다 크게 나타났으며 대칭교량의 경우가 비대칭교량에 비하여 크게 나타남을 알수 있었다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제23권4호
• /
• pp.385-401
• /
• 2022

Uncertainty quantification is the most important challenge in seismic fragility assessment of structures. The precision increment of the quantification method leads to reliable results but at the same time increases the computational costs and the latter will be so undesirable in cases such as reliability-based design optimization which includes numerous probabilistic seismic analyses. Accordingly, the authors' effort has been put on the development and validation of an approach that has reduced computational cost in seismic fragility assessment. In this regard, it is necessary to apply the appropriate methods for consideration of two categories of uncertainties consisting of uncertainties related to the ground motions and structural characteristics, separately. Also, cable-stayed bridges have been specifically selected because as a result of their complexity and the according time-consuming seismic analyses, reducing the computations corresponding to their fragility analyses is worthy of studying. To achieve this, the fragility assessment of three case studies is performed based on existing and proposed approaches, and a comparative study on the efficiency in the estimation of seismic responses. For this purpose, statistical validation is conducted on the seismic demand and fragility resulting from the mentioned approaches, and through a comprehensive interpretation, sufficient arguments for the acceptable errors of the proposed approach are presented. Finally, this study concludes that the combination of the Capacity Spectrum Method (CSM) and Uniform Design Sampling (UDS) in advanced proposed forms can provide adequate accuracy in seismic fragility estimation at a significantly reduced computational cost.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.293-300
• /
• 2007

건축 구조물의 내진설계규정은 1988년에 만들어졌으며, 설계된 지 20년이 지난 많은 구조물들이 내진 성능을 갖추지 못하고 있는 실정이다. 특히, 벽식 구조 공동주택들의 경우 내진설계가 수행되지 않았으며 장변 방향으로는 지진하중을 저항하는 벽들이 배치되지 않아 지진의 위험에 노출되어 있다. 최근에는 기존 구조물에 대해서 내진 성능을 평가하고 부족한 구조물에 대한 보강 방안을 개발하는 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이것은 기존 구조물에 대하여 구조 해석과 설계 과정이 선행되어야 하므로 많은 시간과 노력이 소비되고 있다. 따라서 보다 간단한 방법으로 내진 성능을 평가하는 방법이 필요하다. 이 연구에서는 KBC-code에 의해 내진설계가 수행된 3개의 모델 구조물과 내진 설계가 수행되지 않은 4개의 모델 구조물에 대하여 한국시설안전기술공단에서 제시한 기존 구조물의 내진 성능 평가 방안에 의한 내진 성능평가를 수행하였다. 평가 결과를 MIDAS프로그램을 이용한 CSM법에 의한 내진 성능 평가 결과와 비교하여 개략적인 평가 결과의 적정성을 비교 분석하였다. 평가 결과 기존에 사용되어진 평가 방법은 전단응력 평가와 층간 변위 평가에서 저평가되는 경향이 있었으며, 이는 판정을 왜곡시키는 결과를 가져오게 되었다. 이에 본 연구에서는 기존 평가 방법의 수정안을 제시하여 그 적용성을 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.587-594
• /
• 2005

최근 판상형 전단벽식 아파트 건물의 고층화와 필로티 설치는 지진발생시 벽량부족현상과 약층 및 연약층을 발생시켜 그 층에서 비탄성 거동이 집중되는 우려가 있다. 본 연구에서는 필로티를 갖는 철근콘크리트 전단벽식 건물에 대하여 FEMA 273과 ATC-40에서 제안하고 있는 성능평가기법을 이용하여 내진성능평가를 실시하고, 그 결과를 비교$\cdot$고찰하였다. 탄성해석을 이용한 내진성능평가 결과, 필로티와 층수에 따라 내진성능지수가 감소되는 것으로 나타났다. 전단벽식 구조물의 경우 강도, 즉 전단응력의 부족 현상이 전체 성능을 지배하고 있었으며, 특히 25층 이상의 경우 그 정도가 더욱 심한 것으로 나타났다. 특히 필로티가 있는 건물에서는 전단응력의 부족과 더불어 약층 및 층 중량 변화가 성능지수의 감소를 초래하고 있어 필로티가 없는 건물에 비하여 성능지수의 감소 경향이 더 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 능력스펙트럼을 이용한 비선형정적해석 결과, 층수가 증가하고 필로티가 있는 구조물일수록 성능점이 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 평가대상 건물들의 대부분 변형 특성은 인명안전수준에서 허용치를 만족하고 있는 것으로 나타났으나, 25층 이상의 경우 즉시거주 요구수준을 초과하는 것으로 나타났다.