The horizontal response spectra using the observed ground motions from 15 Fukuoka earthquake series, including main earthquake (2005/03/20; Mw=6.5), were analysed and then were compared to both the seismic design response spectra (Regulatory Guide 1.60), applied to the domestic nuclear power plants, and the Korean Standard Design Response Spectrum for general structures and buildings (1997). 178 horizontal ground motions, without considering soil types, were used for normalization with respect to the peak acceleration value of each ground motion. The results showed that response spectrum have strong dependency on epicentral distance. The results also showed that the horizontal response spectra revealed higher values for frequency bands at two frequency bands (about 8 - 10 and 16- 20 Hz) than Regulatory Guide 1.60. The results were also compared to the Korean Standard Building Design Spectrum for the 3 different soil types and showed that thehorizontal response spectra revealed higher values for almost all period bands than the Korean Standard Response Spectrum (500 yrs; Return Period; Seismic province 1; SE soil conditions). Through the qualitative improvements and quantitative enhancement of the observed ground motions, the diversity of the observed ground motions should be considered more significantly to improve the certainty of response spectrum.
Since the Northridge earthquake in 1994 and the Kobe earthquake in 1995 occurred, the concept of performance based design has been introduced for designing various kinds of important structures and buildings. Uniform hazard spectra (UHS), with annual exceedance probabilities, corresponding to the performance level of each structure, are required for performance-based design. The probabilistic seismic hazard analysis was performed using spectral ground motion prediction equations, which were developed from both Korean Peninsula and Central and Eastern US region, and several seismotectonic models suggested by 10 expert panel members in seismology and tectonics. The uniform hazard spectra for 5 highly populated cities in Korea, with recurrence period of 500, 1,000, and 2,500 years using the seismic hazard at the frequencies of 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 Hz and Peak ground acceleration (PGA) were analyzed using the probabilistic seismic hazard analysis. The sensitivity analysis suggests that spectral ground motion prediction equations impact much more on seismic hazard than what seismotectonic models do. The uniform hazard spectra commonly showed a maximum hazard at the frequency of 10 Hz and also showed the similar shape characteristics to the previous study and related technical guides to nuclear facilities.
Ground response analysis has been conducted for each borehole data in Pohang area, using 1D equivalent linear method program, to investigate the applicability of amplification factor to estimate peak ground acceleration. Earthquake motions for ground response analysis were prepared by matching response spectrums for return period of 500, 1000, and 2400 years suggested by seismic design code (MOIS, 2017). Ground survey data were acquired from Geotechnical Information DB System. It has been confirmed that response spectrum obtained from ground response analysis showed good agreement with those from seismic design code irrespective of ground classification. However, PGA (Peak Ground Accelerations) of ground response analysis did not coincide with PGA calculated using amplification factor suggested by seismic design code.
Jeong, Gi Hyun;Lee, Han Seon;Hwang, Kyung Ran;Kwon, Oh-Sung;Kim, Sung-Jig
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.20
no.3
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pp.155-162
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2016
Observations of the damages to high-rise reinforced concrete (RC) wall building structures caused by by recent earthquakes in Chile ($M_w$ 8.8, February 2010) and New Zealand (February 2011, $M_L$ 6.3) have generally exceeded expectations. Firstly, this study estimated the seismic damage levels of 15-story RC box-type wall building structures using the analytical models calibrated by the results of a shaking table test on a 1:5 scale 10-story RC box-type wall building model. Then, the seismic fragility analysis of the prototype model was conducted by using the SAC/FEMA method and the incremental dynamic analysis (IDA). To compensate for the uncertainties and variability of ground motion and its impacts on the prototype model, in the SAC/FEMA method, a total of 61 ground motion records were selected from 20 earthquakes, with a magnitude ranging from 5.9 to 8.8 and an epicentral distance ranging from 5 to 105km. In the IDA, a total of 11 ground motion records were used based on the uniform hazard response spectrum representing a return period of 2,475 years. As a result, the probabilities that the limits of the serviceability, damage control, and collapse prevention would be exceeded were as follows: from the SAC/FEMA method: 79%, 0.3%, and 0%, respectively; and from the IDA: 57%, 1.7%, and 0%, respectively.
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.15
no.2
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pp.69-80
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2013
This study evaluates the seismic performance of road tunnels designed before the provisions for seismic design of tunnels were first established in 1999. Extensive design data and site investigation reports are investigated to select tunnels sections that are considered to be most susceptible to seismically induced damage under earthquake loading. Detailed analyses are performed on selected tunnels. The methods used are method of displacement and dynamic analysis. In performing the method of displacement, which is a type of pseudo-static analysis method used for underground structures, full domain and reduced domain modeling were used. The dynamic analyses are performed using finite difference method and using nonlinear constitutive model. Comparisons show that the reduced domain method of displacement match very closely with the dynamic analysis, demonstrating that it is the most suitable method for evaluating the seismic performance of road tunnels built in rocks. It is also shown that road tunnels, for which seismic design were not applied, are safe under the seismic risks corresponding to an earthquake with a return period 1000 years. It is concluded that additional seismic retrofit of tunnels is not necessary.
Rhee, Hyun-Me;Kim, Min Kyu;Sheen, Dong-Hoon;Choi, In-Kil
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.17
no.2
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pp.71-77
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2013
The uniform hazard spectra for seven major cities in Korea, Seoul, Daejeon, Daegu, Busan, Gwangju, Ulsan, and Inchon are suggested. Probabilistic seismic hazard analyses were performed using the attenuation equations derived from seismology research in Korea since 2000 and the seismotectonic models selected by expert assessment. For the estimation of the uniform hazard spectra, the seismic hazard curves for several frequencies and PGAs were calculated by using the spectral attenuation equations. The seismic hazards (annual exceedance probability) calculated for the 7 metropolises ranged from about $1.4305{\times}0^{-4}/yr$ to $1.7523{\times}10^{-4}/yr$ and averaged out at about $1.5902{\times}10^{-4}/yr$ with a log standard deviation of about 0.085 at 0.2 g. The uniform hazard spectra with recurrence intervals of 500, 1000, and 2500 years estimated by using the calculated mean seismic hazard on the frequencies presented peak values at 10.0 Hz, and the log standard deviations of the difference between metropolises ranged from about 0.013 to 0.209. In view of the insignificant difference between the estimated uniform hazard spectra obtained for the considered metropolises, the mean uniform hazard spectrum was estimated. This mean uniform hazard spectrum is expected to be used as input seismic response spectrum for rock sites in Korea.
Loading protocols have been developed for quasi-static cyclic testing of structures and components. However, it is uncertain if protocols developed for conditions of intense ground shaking in regions of high seismicity would also be applicable to regions of low-moderate seismicity that are remote from the tectonic plate boundaries. This study presents a methodology for developing a quasi-static cyclic displacement loading protocol for experimental bracing evaluation of cold-formed steel stud shear walls. Simulations presented in the paper were based on conditions of moderate ground shaking (in Australia). The methodologies presented are generic in nature and can be applied to other regions of similar seismicity conditions (which include many parts of China, Korea, India and Malaysia). Numerous response time histories including both linear and nonlinear analyses have been generated for selected earthquake scenarios and site classes. Rain-flow cycle counting method has been used for determining the number of cycles at various ranges of normalized displacement amplitude. It is found that the number of displacement cycles of the loading protocol increases with increasing intensity of ground shaking (associated with a longer return period).
Yonghun Lee;Jinwoo Kim;Jae-Hwan Kim;Tae-Sung Eom;Sang-Hyun Lee
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.27
no.6
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pp.182-192
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2023
In this study, the efficacy of Engineered Cementitious Composite(ECC) jacket for masonry fences subjected to lateral dynamic load was experimentally verified through a shaking table test, comparing it with the performance of an unreinforced masonry(URM) fence. Firstly, dominant frequencies, modal damping ratios and deformed shapes were identified through an impact hammer test. URM and ECC-strengthened fences with heights of 940mm and 970mm had natural frequencies of 6.4 and 35.3Hz, and first modal damping ratios of 7.0 and 5.3%, respectively. Secondly, a shaking table test was conducted in the out-of-plane direction, applying a historical earthquake, El Centro(1940) scaled from 25 to 300%. For the URM fence, flexural cracking occurred at the interface of brick and mortar joint(i.e., bed joint) at the ground motion scaled to 50%, and out-of-plane overturning failure followed during the subsequent test conducted at the ground motion scaled to 30%. On the other hand, the ECC-jacketed fence showed a robust performance without any crack or damage until the ground motion scaled to 300%. Finally, the base shear forces exerted upon the URM and ECC-jacketed fences by the ground motions scaled to 25~300% were evaluated and compared with the ones calculated according to the design code. In contrast to the collapse risk of the URM fence at the ground motion of 1,000-year return period, the ECC-jacketed fence was estimated to remain safe up to the 4,800-year return period ground motion.
The paleoseismological study in Korea has begun along the Yangsan fault zone (YFZ) and Ulsan fault zone (UFZ) since 1994. Some evidences related to late Quaternary movement are found at only some part of the YFZ, such as Pyonghae, Yuge, and Eonyang-Tongdosa areas. However, it is found along the most of the UFZ except the northen and southern ends of the fault. The dominant time span of faulting events along the YFZ and UFZ are quite different, and 500 ka to 200 ka and 300 ka to recent time, respectively. The dominant faulting senses of the YFZ and UFZ are right-lateral strike slip and reverse, respectively. These senses correspond well with the focal mechanism of recent occurring earthquakes along these two fault zones. If we evaluate the intensity of the activity of the YFZ from the average slip rate, which is 0.1~0.04 m/ka, it is comparable with the faults of higher C class in Japan. The slip rate of UFZ, which is 0.2~0.06 m/ka, is comparable with the faults of lower B to higher C class. Based on the relationship between maximum displacement and magnitude, the maximum earthquake magnitude is evaluated to be 6.8 and 7.0 in the YFZ and UFZ, respectively. An intensive studies are needed to clarify the problems such as segmentation of faults, return period, and geological evidences related to historical earthquakes.
In this paper, a diaphragm wall that supports soils and rock was modeled using FLAC, a finite difference analysis program, to evaluate the seismic behavior of temporary retaining structures in a deep excavation. The appropriateness of the numerical model was verified by comparing its results with those of the centrifuge test performed in a similar condition. The bending moment distribution along the diaphragm wall shows a very similar tendency, and the maximum acceleration obtained at the backfill and top of the wall shows a difference within 5%. Based on the developed model, a parametric study was conducted in various input earthquake, ground, and excavation conditions. The maximum structural forces and bending moment under earthquake loading were compared with the maximum values during excavation, from which the critical condition that requires a seismic design was roughly sorted out. The maximum bending moment of a wall that retains soil layers increased 17%. Particularly, the axial force of struts located in loose soils increased 32% under 100 years return period of an earthquake event, which strongly is estimated to require seismic design for structural safety.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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