• 한국공간구조학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.91-100
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• 2005

본 연구는 구조물의 정량적 강성설계 기법 개발, 즉 부재 단위의 강성 재설계를 통한 전역 자유도 변위의 정량적 조절 기법개발을 궁극적 목적으로 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 전역 자유도에 대한 부재의 변위기여도계수와 내력기여도계수를 유도하고, 이를 이용하여 특정 변위를 정량적으로 예측, 제어할 수 있도록 부재 강성과 특정 변위간의 상관식을 유도 제시하였다. 간단한 예제 구조물의 해석과 제안식 적용을 통한 변위 예측값 사이의 비교를 통하여 제안식을 검증하였다. 정정구조물의 경우 본 상관식은 정해로서, 이를 이용하여 폭정 변위를 원하는 목표치로 정확하게 제어할 수 있으며, 부정정구조물의 경우에도 부재 내력 재분배에 의한 오차가 발생하기는 함에도 불구하고 각 부재 강성과 특정 변위간의 상관성과 경향을 제시함으로써 매우 유용하게 활용될 수 있다. 본 연구에서 제안하는 정량적 변위 제어 기법은 강성설계가 전체 설계 결과를 지배하게 되는 대 공간구조물 또는 초고층건물의 설계 시 유용할 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.317-324
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• 2022

본 논문에서는 등가 단자유도를 이용하여 구조부재의 정적변위를 고려하는 해석기법을 제시하였다. 기존의 단자유도 비선형 동적 해석 알고리듬을 구조부재의 초기정적변위의 영향을 고려할 수 있도록 개선하였다. 가정된 폭발하중 지속시간과 부재의 고유주기 비에 따라 정적변위가 최대응답에 미치는 영향의 차이와 폭발하중의 방향과 초기변위의 방향에 따른 차이를 확인하였다. 이에 따라 기존의 응답 차트를 정적변위를 고려할 수 있도록 폭발하중의 형태에 따라 각각 제시하였다. 설계 예제를 정적변위가 고려된 응답 차트에 적용하여 부재의 최대 변위를 비교 및 분석하였다. 본 연구의 결과를 통해 초기 정적변위를 고려한 구조부재의 최대응답을 쉽게 산정할 수 있으며 본 연구에서 제시한 응답 차트는 플랜트 또는 군사시설물의 내폭 설계에 활용될 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제10권4호
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• pp.405-426
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• 2000

Two approximate methods based on mechanism analysis suitable for seismic assessment/design of structural concrete are reviewed. The methods involve use of equal energy concept or equal displacement concept along with appropriate patterns of inelastic deformations to relate structure's maximum lateral displacement to member and plastic deformations. One of these methods (Clough's method), defined here as a ductility-based approach, is examined in detail and a modification for its improvement is suggested. The modification is based on estimation of maximum inelastic displacement using inelastic design response spectra (IDRS) as an alternative to using equal energy concept. The IDRS for demand displacement ductilities are developed for a single degree of freedom model subjected to several accelerograms as functions of response modification factor (R), damping ratios, and strain hardening. The suggested revised methodology involves estimation of R as the ratio of elastic strength demand to code level demand, and determination of design base shear using $R_{design}{\leq}R$ and maximum displacement, determination of plastic displacement using IDRS and subsequent local plastic deformations. The methodology is demonstrated for the case of a 10-story precast wall panel building.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.7-23
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• 2021

전력, 통신, 상수, 난방, 중수 등의 공급망을 구성하는 지하공동구는 도시기능을 유지하기 위한 핵심 기간망이며, 재난 및 재해로 서비스의 정지 및 일시적 중단이 발생하는 경우 대규모 사회경제적 손실을 가져온다. 본 연구에서는 지중구조물에 대한 개선된 내진설계 및 평가를 위하여 국내 지진환경에 부합하는 지진원 스펙트럼으로부터 대상 지반의 증폭 및 감쇠 효과를 반영한 시나리오 지진에 기반한 지반변위 예측 방법을 제시하였다. 코사인법으로 통용되는 기존의 단순화 가정법 및 지반응답해석과의 비교를 통해서 본 연구가 제시하는 재해도에 상응하는 지반변위 산정방법이 합리적이며 공학 실무에서 충분히 적용 가능한 것을 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권2호
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• pp.117-126
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• 2016

In this paper, a numerical procedure for the natural vibration analysis of plates with openings and carlings based on the assumed mode method is extended to assess their forced response. Firstly, natural response of plates with openings and carlings is calculated from the eigenvalue equation derived by using Lagrange's equation of motion. Secondly, the mode superposition method is applied to determine frequency response. Mindlin theory is adopted for plate modelling and the effect of openings is taken into account by subtracting their potential and kinetic energies from the corresponding plate energies. Natural and frequency response of plates with openings and carlings subjected to point excitation force and enforced acceleration at boundaries, respectively, is analysed by using developed in-house code. For the validation of the developed method and the code, extensive numerical results, related to plates with different opening shape, carlings and boundary conditions, are compared with numerical data from the relevant literature and with finite element solutions obtained by general finite element tool.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제29권6호
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• pp.659-671
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• 2008

A procedure to analyse the space frame structure fixed at base as well as resting on sliding bearing using total or absolute displacement in dynamic equation is developed. In the present method, the effect of ground acceleration is not considered as equivalent force. Instead, the ground acceleration is considered as a known value in the acceleration vector at degree of freedom corresponding to base of the structure when the structure is in non-sliding phase. When the structure is in sliding phase, only a force equal to the maximum frictional resistance is applied at base. Also, in this method, the stiffness matrix, mass matrix and the damping matrix will not change when the structure enters from one phase to another. The results obtained from the present method using absolute displacement approach are compared with the results obtained from the analysis of structure using relative displacement approach. The applicability of the analysis is also demonstrated to obtain the response of the structure resting on sliding bearing with restoring force device.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.243-254
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• 2021

이 논문에서는 박스형 전력구의 지진응답해석에 사용되는 응답변위법(Response Displacement Method, RDM)의 보수성을 평가하였다. 이를 위하여 25가지 전력구 단면과 각 전력구에 대한 2개의 지반조건을 고려한 총 50개 예제를 선정하였다. 응답변위법에 의한 해석은 다음과 같은 세 가지 방법을 적용하였다: (1) 단일코사인방법, (2) 이중코사인방법, (3) 부지응답해석법. 그리고 이들 응답변위법의 보수성을 평가하기 위하여 지반-구조물 상호작용을 고려한 동적해석법으로 구한 응답과 비교하였다. 비교결과, 설계지진력을 결정하는 방법 중에서 부지응답해석법이 가장 변동폭이 작았으며, 이중코사인방법이 가장 보수적인 결과를 보였다. 마지막으로 이중코사인방법을 적용할 때, 응답변위법에 의한 부재력이 동적해석에 의한 값보다 클 확률이 80% 이상이 되기 위한 지반강성 보정계수 C값으로 기능수행수준에서 0.9, 붕괴방지수준에서 0.7을 추천하였다.

• Computers and Concrete
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• 제20권6호
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• pp.671-682
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• 2017

In this research, seismic response of pipes is examined by applying nanotechnology and piezoelectric materials. For this purpose, a pipe is considered which is reinforced by carbon nanotubes (CNTs) and covered with a piezoelectric layer. The structure is subjected to the dynamic loads caused by earthquake and the governing equations of the system are derived using mathematical model via cylindrical shell element and Mindlin theory. Navier-Stokes equation is employed to calculate the force due to the fluid in the pipe. Mori-Tanaka approach is used to estimate the equivalent material properties of the nanocomposite and to consider the effect of the CNTs agglomeration on the scismic response of the structure. Moreover, the dynamic displacement of the structure is extracted using harmonic differential quadrature method (HDQM) and Newmark method. The main goal of this research is the analysis of the seismic response using piezoelectric layer and nanotechnology. The results indicate that reinforcing the pipeline by CNTs leads to a reduction in the displacement of the structure during an earthquake. Also the negative voltage applied to the piezoelectric layer reduces the dynamic displacement.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.71-80
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• 2003

구조물의 내진 성능을 정확히 평가하기 위해서는 비선형 시각 이력 해석이 필요하지만 실용성과 단순성 측면에서 약산법이 대안이 될 수 있으며, 다층 구조물을 등가 단자유도계로 치환할 때 다층 구조물의 모드벡터는 구조물이 탄성 또는 탄소성 상태에 상관없이 탄성 상태에서의 모드 형상으로 가정되지만, 항복이 발생한 후 증가하는 하중단계에서 구조물은 비탄성으로 되기 때문에 변위 모드 특성들도 변화된다. 본 논문은 항복 이후의 구조물의 모드 변화를 고려한 비선형 변위모드를 이용하여 다자유도계를 등가 단자유도계로 변환하는 방법을 제시하였으며, 변환된 등가 단자유도계의 변위응답을 근거로 추정한 복합 구조물의 최상층 변위와 실제 지진교란을 받는 복합 구조물의 비선형 동적해석에 의한 최상층 변위를 비교함으로서 복합구조물의 지진응답예측을 위한 비선형 변위모드법의 적용성과 신뢰성을 검토하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권4호
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• pp.801-812
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• 2016

In an actual design, none of the structures with shear behaviors will be designed for torsional moments. Any failure or damages to roofs, infills, shear walls, and braces caused by an earthquake, will inevitably result in relocation of center of mass and rigidity of the structure. With these changes, the dynamic characteristics of structure could be changed during an earthquake at any moment. The main objective of this paper is to obtain the relationship between time-varying eccentricity of load and corner lateral displacement. In this study, various methods have been used to determine the structural response for time-varying lateral corner displacement. As will be seen below, some of the structural calculation methods result in a significant deviation from the actual results, although these methods include the interaction effects of modes. Controlling the lateral displacement of structure can be performed in different ways such as, passive dampers, friction dampers, semi-active systems including the MR damper and active Systems. Selecting and locating these control systems is very important to bring the maximum safety with minimum cost into the structure. According to this study will be show the relation between the corner lateral displacements of structure and time-varying eccentricity by different kind of methods during an earthquake. This study will show that the response of the structure at the corners due to an earthquake can be very destructive and because of changing the eccentricity of load, calculating the maximum possible response of system can be carried out by this method. Finally, some kind of systems must be used for controlling these displacements. The results shows that, the CQC, DSC and exact methods is comply each other but the results of Vanmark method is not comfortable for these kind of buildings.