• 화약ㆍ발파
• /
• 제31권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2013

발파해체 공법은 구조물 형상과 주변현황에 따라 다양한 공법을 적용할 수 있으나, 고종횡비를 가지는 비대칭 구조물을 발파해체 하기 위해서는 사전취약화와 발파지점 및 시차와 주변현황에 따른 발파조건을 고려하여 설계하여야 한다. 본 연구에서는 고종횡비 비대칭 구조물을 안전하게 전도시키기 위해 ELS 소프트웨어를 사용하여 사전취약화 위치와 형상에 따른 모멘트 발생지점을 분석하여 킥백(kick back)을 제어할 수 있는 사전취약화 위치 및 형상에 대한 시뮬레이션을 수행하였으며, 비대칭 구조물의 붕괴 시 전도방향의 좌우로 발생하는 비틀림 모멘트(torsional moment)를 최소화하기 위해 붕괴방향을 제어 할 수 있는 발파 시차 및 위치를 선정하였다. 또한 시뮬레이션상의 사전 취약 및 발파시차를 실 구조물의 전도 붕괴에 적용하여 붕괴 거동에 대한 모션분석을 하였다. 그 결과 시뮬레이션의 붕괴거동에 대한 신뢰성을 확인하였으며, 발파해체 시 사전취약화의 형상 및 위치에 따라 킥백을 제어할 수 있으며, 발파 위치와 시차에 따라 비틀림 모멘트를 제어 할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
• /
• 제10권1호
• /
• pp.1-13
• /
• 2016

The progressive collapse analysis of reinforced concrete (RC) moment-frame buildings under extreme loads is discussed from the perspective of modeling issues. A threat-independent approach or the alternate path method forms the basis of the simulations wherein the extreme event is modeled via column removal scenarios. Using a prototype RC frame building, issues and considerations in constitutive modeling of materials, options in modeling the structural elements and specification of gravity loads are discussed with the goal of achieving consistent models that can be used in collapse scenarios involving successive loss of load-bearing columns at the lowest level of the building. The role of the floor slabs in mobilizing catenary action and influencing the progressive collapse response is also highlighted. Finally, an energy-based approach for identifying the proximity to collapse of regular multi-story buildings is proposed.

• 한국해양공학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.71-77
• /
• 1988

For the collapse of structures due to the variable repeated load, two types of collapse mechanisms, i.e., incremental collapse and alternating plasticity, exist. Under the similar variable repeated loading conditions there exists shakedown state in the structures. In shakedown state, the number of plastic hinges are not increased and all further loading will be resulted in the elastic moment changes. Namely, under the shakedown state, structures do not collapse. In this investigation, shakedown analysis are performed by composing new computer programs. Basic theories employed to compose the programs are as follows. 1. Newton-Raphson methods are added to the existing matrix method for the plastic analysis. 2. An effort to construct the stiffness of axial and bending springs attached at both ends of the member has been made. By using the programs developed, it is possible to anticipate the collapse mechanisms (Incremental collapse, alternating plasticity). Lastly for the verification of performance of the program, demonstration examples have been solved and the results are compared with other sources.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제3권3_4호
• /
• pp.473-494
• /
• 2012

The capacity of pipelines to resist collapse under external pressure and bending moment is a major aspect of deepwater pipeline design. Existing design codes present interaction equations that quantify pipeline capacities under such loadings, although reasonably accurate, are based on empirical data fitting of the bending strain, and assumed simplistic interaction with external pressure collapse. The rational model for collapse of deepwater pipelines, which are relatively thick with a diameter-to-thickness ratio less than 40, provides a unique theoretical basis since it is derived from first principles such as force equilibrium and compatibility equations. This paper presents the rational model methodology and compares predicted results and recently published full scale experimental data on the subject. Predictive capabilities of the rational model are shown to be excellent. The methodology is extended for the problem of pipeline collapse under point load, longitudinal bending and external pressure. Due to its rational derivation and excellent prediction capabilities, it is recommended that design codes adopt the rational model methodology.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권2호
• /
• pp.9-20
• /
• 2014

철골 중간모멘트골조는 강한 지반운동에 대하여 적합한 저항능력을 확보하기 위한 지진력저항시스템으로서 일반적으로 사용되고 있다. 하지만 국내의 대다수 중 저층 철골건축물은 내진설계가 도입되기 이전에 건설되었거나 현재의 내진설계기준의 요구조건을 준수하지 않은 것들로, 이러한 건물들이 가지는 내진성능에는 의문점이 존재한다. 이와 같은 문제점의 인식에 기반하여 본 연구에서는 국내 철골 중간 모멘트골조의 내진성능에 대한 정량적 제시를 목표로 우선 층수 종류, 지진에 대한 보유내력, 부재 연성도, 제진장치의 유무를 변수로 하여 표본 건물을 설계하였다. 표본 건물의 내진 성능과 붕괴 매커니즘은 비선형 정적해석과 증분동적해석으로부터 획득한 붕괴여유비와 붕괴확률을 이용하여 분석하였다. 해석결과를 통하여 현행 국내기준에 따라 내진설계된 신축건물은 설계지진에 대해 충분한 내진성능을 가졌으며, 이에 반해 구조부재의 연성저감이 발생하거나 낮은 설계 밑면전단력에 대한 저항력을 가진 기존건물의 경우에는 높은 붕괴확률을 가지며 목표로 한 내진성능을 만족시키지 못하는 것으로 나타났다. 이와 같은 내진성능을 충족시키지 못하는 내진설계 도입 이전의 건물에 대해서 에너지 소산장치를 통해 보강하게 되면 장치의 에너지 소산능력뿐만 아니라 소성힌지의 재분배를 통해 붕괴확률 및 내진성능이 신축건물 수준으로 향상되었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제20권2호
• /
• pp.357-378
• /
• 2016

The progressive collapse phenomenon in structures has been interested by civil engineers and the building standards organizations. This is particularly true for the tall and special buildings ever since local collapse of the Ronan Point tower in UK in 1968. When initial or secondary defects of main load carrying elements, overloads or unpredicted loads occur in the structure, a local collapse may be arise that could be distributed through entire structure and cause global collapse. One is not able to prevent the reason of failure as well as the prevention of propagation of the collapse. Also, one is not able to predict the start point of collapse. Therefore we should generalize design guides to whole or the part of structure based on the risk analysis and use of load carrying elements removal scenario. There are some new guides and criteria for elements and connections to be designed to resist progressive collapse. In this paper, codes and recommendations by various researchers are presented, classified and compared for steel structures. Two current design methods are described in this paper and some retrofitting methods are summarized. Finally a steel building with special moment resistant frame is analyzed as a case study based on two standards guidelines. This includes consideration of codes recommendations. It is shown that progressive collapse potential of the building depends on the removal scenario selection and type of analysis. Different results are obtained based on two guidelines.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제36권6호
• /
• pp.399-405
• /
• 2023

본 연구에서는 철근콘크리트 모멘트골조의 보-힌지 붕괴 기구를 유도하기 위한 유전자알고리즘 기반의 최적내진설계기법을 제시한다. 제안하는 기법은 두 가지의 목적함수을 사용한다. 첫 번째는 구조물의 비용을 최소화하는 것이고, 두 번째는 구조물의 에너지소산능력을 최대화하는 것이다. 제약조건은 기둥과 보의 강도조건, 기둥-보 휨강도비 최소 조건, 기둥의 소성힌지 발생 방지조건 등이 사용된다. 부재의 강도 평가를 위해 선형정적해석이 수행되고, 에너지소산능력과 소성힌지 발생여부를 평가하기 위해 비선형정적해석이 수행된다. 제안하는 기법은 4층 예제 구조물에 적용되었으며, 보-힌지 붕괴 기구를 유도하는 설계안이 얻어지는 것을 확인하였다. 획득된 설계안의 기둥-보 휨강도비를 분석한 결과, 그 값은 기존 내진 기준에서 제시하는 값보다 큰 것으로 나타났다. 보-힌지 붕괴 모드를 유도하기 위해서는 보다 더 강화된 전략이 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.108-116
• /
• 2017

본 연구는 연쇄붕괴 저항성능 평가 시 기둥의 순간적인 제거에 따른 동적효과가 반영된 에너지 기반 근사해석의 적용성을 확인하기 위해 내진 설계된 철골모멘트골조의 예제구조물을 대상으로 분석하였으며, 이를 통해 구조 강건성을 산정하여 연쇄붕괴에 대한 민감도를 평가할 수 있는 방법을 제시하였다. 예제구조물에 대한 적용을 통해 비선형 정적해석 결과를 이용한 에너지 기반 근사해석과 직접동적해석에 대한 결과가 잘 일치하는 것을 검증하였으며, 다른 구조시스템을 가지는 건물의 연쇄붕괴에 대한 구조적 내력성능을 비교하기 위한 수단으로 구조물의 민감도를 평가하였다. 이는 비정상하중에 대하여 구조물이 연쇄붕괴에 저항할 수 있는 최대보유 잔류내력 성능인 구조 강건성을 이용하였고, 본 연구에서 제시한 방법을 통해 연쇄붕괴 해석 및 설계에 편리하게 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.23-29
• /
• 2008

강도한계 이선형 단자유도 시스템의 지진 하중 하에서의 동적 불안정에 대해 연구하였다. 강도한계 이선형 이력 모델은 철골 모멘트 골조의 이력거동을 가장 잘 모사한다. 단자유도 시스템의 동적 불안정을 판단하기 위해 붕괴 강도비를 사용하였고, 이것은 붕괴가 일어날 때의 항복강도 저감계수이다. 단단한 지반에서 측정된 240개의 지진을 이용하고 고유주기, 강성 경화 기울기, 음강성 기울기, 연성 그리고 $2{\sim}20%$의 감쇠비를 변수로 하여 강도한계 이선형 단자유도 시스템의 붕괴 강도비의 평균과 편차 값들을 구할 수 있도록 통계 분석을 하였다. 비선형 회귀분석을 통해 강도한계 이선형 단자유도 시스템의 붕괴 강도비의 평균과 표준편차를 계산할 수 있는 식을 구하였다. 제안한 식을 이용하여 붕괴 강도비의 확률적 분포를 구하였고, 실제 값과 비교하여 제안한 식의 정확성을 입증하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제49권1호
• /
• pp.47-64
• /
• 2023

Due to their efficient use of materials, hybrid reinforced concrete-steel (RCS) systems provide more practical and economic advantages than traditional steel and concrete moment frames. This study evaluated the seismic design factors and response modification factor 'R' of RCS composite moment frames composed of reinforced concrete (RC) columns and steel (S) beams. The current International Building Code (IBC) and ASCE/SEI 7-05 classify RCS systems as special moment frames and provide an R factor of 8 for these systems. In this study, seismic design parameters were initially quantified for this structural system using an R factor of 8 based on the global methodology provided in FEMA P695. For analyses, multi-story (3, 5, 10, and 15) and multi-span (3 and 5) archetypes were used to conduct nonlinear static pushover analysis and incremental dynamic analysis (IDA) under near-field and far-field ground motions. The analyses were performed using the OpenSees software. The procedure was reiterated with a larger R factor of 9. Results of the performance evaluation of the investigated archetypes demonstrated that an R factor of 9 achieved the safety margin against collapse outlined by FEMA P695 and can be used for the design of RCS systems.