• Earthquakes and Structures
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• 제18권6호
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• pp.691-707
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• 2020

One of the most important issues in structural systems is evaluation of the margin of safety in low and mid-rise buildings against the progressive collapse mechanism due to the earthquake loads. In this paper, modeling of collapse propagation in structural elements of RC frame buildings is evaluated by tracing down the collapse points in beam and column structural elements, one after another, under earthquake loads and the influence of column removal is investigated on how the collapse expansion in beam and column structural members. For this reason, progressive collapse phenomenon is studied in 3-story and 5-story intermediate moment resisting frame buildings due to the corner and edge column removal in presence of the earthquake loads. In this way, distribution and propagation of the collapse in progressive collapse mechanism is studied, from the first element of the structure to the collapse of a large part of the building with investigating and comparing the results of nonlinear time history analyses (NLTHA) in presence of two-component accelograms proposed by FEMA_P695. Evaluation of the results, including the statistical survey of the number and sequence of the collapsed points in process of the collapse distribution in structural system, show that the progressive collapse distribution are special and similar in low-rise and mid-rise RC buildings due to the simultaneous effects of the column removal and the earthquake loads and various patterns of the progressive collapse distribution are proposed and presented to predict the collapse propagation in structural elements of similar buildings. So, the results of collapse distribution patterns and comparing the values of collapse can be utilized to provide practical methods in codes and guidelines to enhance the structural resistance against the progressive collapse mechanism and eventually, the value of damage can be controlled and minimized in similar buildings.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권2호
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• pp.3-11
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• 2019

The recent earthquake of Pohang (M5.4) and the Gyeongju earthquake (M5.8) suggested the possibility of a strong earthquake in Korea and reminded us that the Korea is no longer an earthquake-safe zone. In the disaster recovery stage in a disaster like an earthquake, the investigation of the damage situation and the safety assessment of the building serve to provide important information for the initial action such as establishment of the recovery strategy and rescue of the survivor. However, the research that depends on manpower can not cope with the difficulty of processing a large number of doses in a short time, and the expertise of the manpower must be taken into consideration, which may result in delayed initial action. In this study, we propose an rapid safety evaluation technique of building using unmanned aerial vehicle which evaluates the performance and safety of buildings by integrating conventional safety inspection method with unmanned aerial vehicle technology and developed evaluation method of each evaluation factor. In order to verify this, the buildings damaged by the earthquake in Pohang were checked and compared using this system. The results are consistent with the results of the existing emergency earthquake risk assessment. As a result, the possibility of checking the emergency safety using the unmanned aerial vehicle for the damaged structures in case of a large-scale disaster such as an earthquake was confirmed.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권5호
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• pp.513-528
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• 2018

A typical viable technique to decrease the seismic response of liquid storage tanks is to isolate them at the base. Base-isolation systems are an efficient and feasible solution to reduce the vulnerability of structures in high seismic risk zones. Nevertheless, when liquid storage tanks are under long-period shaking, the base-isolation systems could have different impacts. These kinds of earthquakes can damage the tanks readily. Hence, the seismic behaviour and vibration of cylindrical liquid storage tanks, subjected to earthquakes, is of paramount importance, and it is investigated in this paper. The Finite Element Method is used to evaluate seismic response in addition to the reduction of excessive liquid sloshing in the tank when subjected to the long-period ground motion. The non-linear stress-strain behaviour pertaining to polymers and rubbers is implemented while non-linear contact elements are employed to describe the 3-D surface-to-surface contact. Therefore, Nonlinear Procedures are used to investigate the fluid-structure interactions (FSI) between liquid and the tank wall while there is incompressible liquid. Part I, examines the effect of the flexibility of the isolation system and the tank aspect ratio (height to radius) on the tank wall radial displacements of the tank wall and the liquid sloshing heights. Maximum stress and base shear force for various aspect ratios and different base-isolators, which are subjected to three seismic conditions, will be discussed in Part II. It is shown that the composite-base isolator is much more effective than other isolators due to its high flexibility and strength combined. Moreover, the base isolators may decrease the maximum level pertaining to radial displacement.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.9-16
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• 2010

구조물 상시모니터링에서 센서위치 최적화는 모니터링 결과에 중요한 영향을 준다. 따라서 본 논문은 구조계수 또는 손상도를 추정하기 위한 목적으로 동특성 자료를 계측하고자 할 때, 충분한 정보를 획득할 수 있는 최적의 계측점을 선정하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 유전자 알고리즘을 계측점 선정을 위한 최적화 기법으로 사용하는 것이다. 유전자 알고리즘의 핵심인 적합도함수를 구조계수에 의한 모드벡터의 민감도와 모드벡터의 직교성을 고려할 수 있도록 구성하였다. 간단한 타워 구조물에 대한 예제 해석을 통해 제안된 방법의 타당성을 확인하였다. 적합도함수를 구성하고 있는 모드 민감도와 모드 직교성이 최적 계측점 선정에 어떤 영향을 주는지 예제해석을 통하여 분석하였다. 결론적으로, 제안된 적합도 함수를 사용하면 계측 목적에 타당한 계측점을 선정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.325-331
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• 2016

본 연구에서는 홍수 시 부유물의 충돌하중을 고려하여 교량의 홍수 취약도 곡선을 도출하였다. 자연재해에 의해 불가피하게 발생하는 사회기반시설물의 손상 또는 기능 손실은 심각한 인명피해 뿐만 아니라 국가적으로 사회적, 경제적 손실을 불러올 수 있다. 따라서 국가주요시설물을 재난으로부터 효과적으로 유지관리하기 위해 취약도 곡선은 중요한 도구로 사용되고 있다. 특히 한국은 산지 지형이 많이 형성되어 있고 하절기에 강수량의 2/3이상이 집중되어, 홍수 피해 가능성이 매우 높다. 홍수 시 교량 파괴의 주원인으로는 부유물의 충돌과 하상세굴이 있는데, 부유물의 충돌은 여러 가지 불확실성으로 인하여 상대적으로 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 FERUM-ABAQUS 기반의 취약도 해석 시스템을 도입하여, 홍수시 부유물의 충돌에 대한 교량의 취약성을 평가하였다. 교량의 취약도 해석을 효과적으로 수행하기 위하여 한계상태함수, 손상도 지수, 확률변수, 유한요소모델, 취약도 해석 소프트웨어 시스템을 주로 고려하였으며, 가속도 및 변위 응답해석을 통하여 모델 상태를 확인하였다. 다음으로는 홍수 시 부유물 충돌에 발생 가능한 다양한 파라미터를 기반으로 교량의 취약도 곡선을 성공적으로 도출하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권6호
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• pp.3-10
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• 2018

This paper described the shear strengthening effect by deviator location in pre-damaged reinforced concrete (RC) beams strengthened with externally post-tensioning steel rods. Three reinforced concrete beams as control beam and eight post-tensioned beams using external steel rods were tested to fail in shear. The externally post-tensioning material was a steel rod of 22 mm diameter, and it had a 655 MPa yield strength and an 805 MPa tensile strength. Specimens depend on multiple variables, such as the number of deviators, location of deviator, and load pattern. The pre-damaged loads up to about 2/3 of ultimate shear capacities were applied to specimens using displacement control and the diagonal shear crack just occurred at these loading levels. And then, the post-tensioning up to when a strain of steel rod reaches about $2000{\mu}{\varepsilon}$ was continuously applied to beam. A displacement control was changed to a load control during post-tensioning. The post-tensioning resulted in increase of load-carrying capacity and restoration of existing deflection. Also, it prevented the existing diagonal cracks from excessively growing. Two deviators effectively improved the load capacity when compared with in case of test which one deviator at mid-span installed. When deviators were located near region which the diagonal crack occurred on, the strengthening impact by post-tensioning was greater.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.946-951
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• 2004

ITIS is applied to the several tunnel construction sites in Korea. Tunnel construction properties which are acquired from these sites are transferred to information management server(SQL 2000 server)by client application program in real time. Access permission to DB server depends on the user's roles. Some functions which cannot be embodied in SQL Server are serviced through XML and GMS server is used for spatial data based on GIS part. This system is supposed to give engineers the advantages which are not only easy handling of the program and computerized documentation on every information during construction but also analyzing the acquired data in order to predict the structure of ground and rock mass to be excavated later and show the guideline of construction. Neung-Dong tunnel and Mu-Gua express way tunnel are now under construction and with this system they have 3D visualized map of the geology and tunnel geometry and accumulate database of construction information such as tunnel face mapping results, special notes and pictures of construction and 3D monitoring data, all matters on the stability of rock bolts and shotcrete, and so on. Ground settlement prediction program included in ITIS, based on the artificial neural network(ANN) and supported by GIS technology is applying to the subway tunnel. This prediction tool can make it possible to visualize the ground settlement according to the excavation procedures by contouring the calculated result on 3D GIS map and to assess the damage of buildings in the vicinity of construction site caused by ground settlement.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.415-429
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• 2013

성능설계는 건축과 토목분야의 구조물 설계에 대한 키워드로 떠오르고 있는 실정이다. 본 논문에서는 기존의 사양설계로 설계되어 시공 중이던 개착식 터널 구조물의 변형 사례에 대한 사례 연구를 통하여 터널에 대한 성능설계의 필요성을 고찰하고 있다. 이와 더불어 터널의 성능을 세분화하는 방법론을 소개함으로써 성능 기반 설계법 도입에 따른 현장 실무자의 이해를 돕고자 하였다. 해당 사례 연구는 전형적인 지반공학적 역해석 문제로, 상세한 지반조사, 시공 이력 분석 및 수치해석적 방법 등 다각적인 접근으로 변형의 원인을 규명하였으며 시공성 및 경제성을 만족하면서 소정의 성능 확보가 가능한 대책을 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2008

미소파괴음(Acoustic Emission, AE)과 미소지진음(Microseismic event, MS event)은 응력의 재분배에 의한 균열이 생성될 때 나오는, 순간적인 에너지 방출에 의한 탄성파이다. AE/MS 이벤트는 일반적으로 대규모의 파괴에 앞서 그 발생이 현저해지는 경향이 있다. 이들은 계측영역의 주파수 대역에 따라 구분되며, MS이벤트에 비해 상대적으로 고주파의 AE 신호는 보다 미세한 파괴를 검출할 수 있다. 일반적으로 암반구조물은 파괴되기까지 작은 변형이 발생하여 종래에 사용되고 있는 변위계측으로는 그 전조현상을 포착하기 어렵기 때문에 국부적인 파괴나 갑작스러운 파괴에 대한 사전예측이 어려운 현실이다. 그러나 AE/MS 이벤트의 파형을 측정할 수 있는 경우 암반구조물의 파괴를 사전에 예측할 수 있으며, 초동이 명확한 경우 미세한 파괴위치지점과 함께 파괴메커니즘의 규명도 가능하다. 본 보고에서는 AE/MS 이벤트에 대한 기본이론과 함께 이들 활용한 계측기술 개발현황과 적용사례 등을 소개한다.

• 터널과지하공간
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• 제26권3호
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• pp.212-219
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• 2016

뿜칠 방수 멤브레인은 숏크리트 사이에 시공되어 라이닝 크랙을 통한 누수를 방지하는 목적으로 최근 유럽 국가를 중심으로 시공 사례가 늘어가고 있다. 뿜칠 방수 멤브레인은 방수 시트에 비해 복잡한 단면에도 시공이 용이하기 때문에 이용 사례가 늘어갈 것으로 전망된다. 뿜칠 방수 멤브레인은 폴리머로 구성된 재료로서 투수성이 매우 낮지만 수분의 이동에 의해 포화가 되고 이로인해 콘크리트 재료에 간극수압이나 동결 문제를 일으킬 수 있는 우려가 있다. 본 연구에서는 뿜칠 방수 멤브레인의 수분이동과 계절변화를 고려하여 숏크리트 라이닝의 열-습도 전달 장기 해석을 수행하였다. 해석을 통해 뿜칠 방수 멤브레인의 수분 흡수 작용과 수분 이동으로 인한 상대습도 변화를 고찰할 수 있었으며 이로 인한 장기적 변화를 모사할 수 있었다.