• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.13-19
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• 2013

본 연구에서는 액상화 평가 대상지반을 선정하여 미국, 일본 등 액상화 발생지역에 적용한 사례가 있는 에너지를 기반으로 하는 Arias intensity 액상화 평가법을 적용하고, 적용성을 검토하기 위하여 기존의 원위치시험을 통한 액상화 간편예측법을 수행하여 평가결과를 비교하였다. 대상지반에 대한 액상화 평가결과, Hachinohe 지진과 Ofunato 지진의 실지진기록을 이용한 Arias Intensity 안전율은 간편예측 안전율과 유사하게 산정되었으며, 설계응답스펙트럼으로부터 작성된 인공지진의 경우 Arias Intensity 안전율은 간편예측 안전율과 비교하여 다소 차이가 나타났다. 액상화를 발생시키는 전단응력비와 발생강도는 응력과 에너지라는 서로 다른 개념으로 산정되지만, 간편예측법의 전단저항응력비와 Arias Intensity의 저항강도는 실지진에 따른 액상화 발생지역을 대상으로 한 표준관입시험 등 경험적 도표를 사용한다는 점에서 Hachinohe 지진과 Ofunato 지진의 경우 Arias Intensity 평가법과 응력개념의 간편예측법 사이에 비슷한 결과가 나타난 것으로 판단된다. 따라서, 에너지를 기반으로 하는 Arias Intensity 액상화 평가법은 응력개념의 간편예측법에서 고려하지 않은 실지진 기록에 대한 가속도, 지속시간, 진폭 등의 지진특성으로 야기되는 지반의 동적변화를 표현할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권9호
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• pp.661-670
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• 2020

최근 지진재해의 규모가 점차 증대됨에 따라 세계적으로 개별 시설물에 대한 내진성능평가와 관련한 연구가 다수 진행되고 있다. 상수도 시스템은 타 기반 시설에 비해 설치범위가 광범위하고 그 구성요소가 다양해 고려할 것이 많아 지진에 대한 안정성을 정확하고 효과적으로 확보하기 힘든 실정이다. 따라서 지진을 대비한 상수도 시스템의 내진성능 평가 방안을 연구하고 개발할 필요가 있다. 지진에 의한 상수도 시스템의 내진성능을 평가하기 위해 지반운동예측식(Ground Motion Prediction Equation, GMPE)이 활용된다. GMPE는 지진 규모 등과 같은 독립변수 와 PGV (Peak Ground Velocity), PGA (Peak Ground Acceleration)와 같은 지반운동 등을 고려하여 산정하게 된다. 우리나라에서 발생된 높은 강도의 지진 데이터는 현재까지 많이 축적되지 않아 특정 지진에 국한된 데이터를 활용하여 GMPE를 결정하는 등의 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 우리나라에서 계측된 지진 데이터를 활용하여 국내 지진 모의에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였으며, 이를 위해 기존 국내 지진을 기반으로 산정된 GMPE식을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진 성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권4호
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• pp.341-350
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• 2017

Based on the super elastic properties of the shape memory alloy (SMA) and the inverse piezoelectric effect of piezoelectric (PZT) ceramics, a kind of hybrid semi-active control device was designed and made, its mechanical properties test was done under different frequency and different voltage. The local search ability of genetic algorithm is poor, which would fall into the defect of prematurity easily. A kind of adaptive immune memory cloning algorithm(AIMCA) was proposed based on the simulation of clone selection and immune memory process. It can adjust the mutation probability and clone scale adaptively through the way of introducing memory cell and antibody incentive degrees. And performance indicator based on the modal controllable degree was taken as antigen-antibody affinity function, the optimization analysis of damper layout in a space truss structure was done. The structural seismic response was analyzed by applying the neural network prediction model and T-S fuzzy logic. Results show that SMA and PZT friction composite damper has a good energy dissipation capacity and stable performance, the bigger voltage, the better energy dissipation ability. Compared with genetic algorithm, the adaptive immune memory clone algorithm overcomes the problem of prematurity effectively. Besides, it has stronger global searching ability, better population diversity and faster convergence speed, makes the damper has a better arrangement position in structural dampers optimization leading to the better damping effect.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권5호
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• pp.589-605
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• 2023

This paper investigates the ductility demands of steel frames equipped with self-centring fuses under near-fault earthquake motions considering multiple yielding stages. The study is commenced by verifying a trilinear self-centring hysteretic model accounting for multiple yielding stages of steel frames equipped with self-centring fuses. Then, the seismic response of single-degree-of-freedom (SDOF) systems following the validated trilinear self-centring hysteretic law is examined by a parametric study using a near-fault earthquake ground motion database composed of 200 earthquake records as input excitations. Based on a statistical investigation of more than fifty-two (52) million inelastic spectral analyses, the effect of the post-yield stiffness ratios, energy dissipation coefficient and yielding displacement ratio on the mean ductility demand of the system is examined in detail. The analysis results indicate that the increase of post-yield stiffness ratios, energy dissipation coefficient and yielding displacement ratio reduces the ductility demands of the self-centring oscillators responding in multiple yielding stages. A set of empirical expressions for quantifying the ductility demands of trilinear self-centring hysteretic oscillators are developed using nonlinear regression analysis of the analysis result database. The proposed regression model may offer a practical tool for designers to estimate the ductility demand of a low-to-medium rise self-centring steel frame equipped with self-centring fuses progressing in the ultimate stage under near-fault earthquake motions in design and evaluation.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권2호
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• pp.77-85
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• 2018

각형강관 기둥을 이용한 모멘트 접합부는 주로 관통형 다이어프램 형식으로 사용되고 있으나, 제작 및 시공과정이 복잡하여 적용하는데 어려움이 있다. 본 연구에서 제안하는 강구조물 시스템은 단위 유닛 모듈(각형강관 기둥, H형강 보, 원웨이 볼트)을 현장으로 반입하여 볼트조립만으로 완성되는 것이다. 따라서 이 연구에서는 내부보강판의 길이, 내부보강판의 형상을 변수로 설정하여 제안된 기둥-보 접합부의 내력 및 강성, 연성능력, 에너지 소산능력을 비교 분석하여 제시된 강구조물 시스템을 평가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권2호
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• pp.277-292
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• 2015

Previous research has shown that steel plate shear walls (SPSWs) are efficient lateral force-resisting systems against both wind and seismic loads. A properly designed SPSW can have high initial stiffness, strength, and energy absorption capacity as well as superior ductility. SPSWs have been commonly designed with unstiffened and stiffened infill plates based on economical and performance considerations. Recent introduction and application of corrugated plates with advantageous structural features has motivated the researchers to consider the employment of such elements in stiffened SPSWs with the aim of lowering the high construction cost of such high-performing systems. On this basis, this paper presents results from a numerical investigation of the hysteretic performance of SPSWs with trapezoidally corrugated infill plates. Finite element cyclic analyses are conducted on a series of flat- and corrugated-web SPSWs to examine the effects of web-plate thickness, corrugation angle, and number of corrugation half-waves on the hysteretic performance of such structural systems. Results of the parametric studies are indicative of effectiveness of increasing of the three aforementioned web-plate geometrical and corrugation parameters in improving the cyclic response and energy absorption capacity of SPSWs with trapezoidally corrugated infill plates. Increasing of the web-plate thickness and number of corrugation half-waves are found to be the most and the least effective in adjusting the hysteretic performance of such promising lateral force-resisting systems, respectively. Findings of this study also show that optimal selection of the web-plate thickness, corrugation angle, and number of corrugation half-waves along with proper design of the boundary frame members can result in high stiffness, strength, and cyclic performances of such corrugated-web SPSWs.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.422-428
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• 2011

잔교식 안벽의 생애주기비용(Life Cycle Cost, LCC)을 이용하여 신뢰도지수의 최적값을 구하였다. 응답면 기법을 이용한 신뢰성해석을 통해 횡잔교와 돌제식 잔교의 파괴확률을 산정하였다. 파괴확률은 잔교의 파괴 시 복구비용을 산출하는데 활용하였으며 초기공사비와 유지관리비를 모두 고려한 LCC를 최소화시킬 수 있는 신뢰도지수를 찾았다. 지진하중과 접안하중에 대한 다양한 조건에서의 최적 신뢰도지수를 구하였고 이를 통해 신뢰성설계에 사용할 수 있는 목표신뢰도지수를 제안하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권5호
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• pp.817-842
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• 2014

ASCE/SEI 41-13 provides modeling parameters and numerical acceptance criteria for various types of members that are useful for evaluating the seismic performance of reinforced concrete (RC) building structures. To accurately evaluate the global performance of a coupled wall system, it is crucial to first properly define the component behaviors (i.e., force-displacement relationships of shear walls and coupling beams). However, only a few studies have investigated on the modeling of RC coupling beams subjected to earthquake loading to date. The main objective of this study is to assess the reliability of ASCE 41-13 modeling parameters specified for RC coupling beams with various design details, based on a database compiling almost all coupling beam tests available worldwide. Several recently developed coupling beam models are also reviewed. Finally, a rational method is proposed for determining the chord yield rotation of RC coupling beams.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제39권1호
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• pp.147-168
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• 2011

To ensure safety and long term performance, structural control has rapidly matured over the past decade into a viable means of limiting structural responses to strong winds and earthquakes. Nonlinear response history analysis requires rigorous procedure to compute seismic demands. Therefore the simplified nonlinear analysis procedures are useful to determine performance of the structure. In this investigation, application of improved capacity demand diagram method in the control of structural system is presented for the first time. Developed pole assignment method (DPAM) in structural systems control is introduced. Genetic algorithm (GA) is employed as an optimization tool for minimizing a target function that defines values of coefficient matrices providing the placement of actuators and optimal control forces. The ground acceleration is modified under induced control forces. Due to this, performance of structure based on improved nonlinear demand diagram is selected to threshold of nonlinear behavior of structure. With small energy consumption characteristics, semi-active devices are especially attractive solutions for limiting earthquake effects. To illustrate the efficiency of DPAM, a 30-story steel moment frame structure employing the semi-active control devices is applied. In comparison to the widely used linear quadratic regulation (LQR), the DPAM controller was shown to be just as effective and better in the reduction of structural responses during large earthquakes.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.186-194
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• 2011

철근콘크리트 보-기둥 접합부는 철근의 복합적인 배근으로 인하여 시공성이 저하되고 철근의 정착공간이 협소하여 정착파괴가 발생할 가능성이 높다. 또한 지진하중 하에서 기둥 또는 접합부의 파괴는 구조물 전체의 파괴를 야기할 수 있기 때문에 기둥 표면에서 일정한 거리이상 떨어진 보에 소성힌지를 발생시켜 보의 파괴가 선행된 후에 기둥 및 접합부가 파괴되는 강기둥-약보의 설계 개념을 적용하여 구조물의 안전성을 확보하고 있다. 본 연구에서는 이러한 접합부의 강도 증가 및 시공성 향상을 도모하고 소성힌지를 보의 내측방향으로 이동시키기 위한 방안으로 보 주인장 철근과 접합부 보강 철근으로 헤디드 바를 활용하고자 하였다. 이를 위해 헤디드 바로 보강된 철근콘크리트 보-기둥 접합부에 대해 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 해석결과의 정확성을 검증하기 위하여 선행연구자에 의해 실험된 부재와 동일한 변수에 대한 해석을 수행하여 그 결과를 비교하였으며, 헤디드바의 우수성을 확인하기 위한 변수를 추가하여 해석을 수행하였다. 해석결과 보 주인장 철근의 정착방법으로 헤디드 바를 사용함으로써 유사한 구조성능 하에서 시공성 향상을 도모할 수 있음을 확인하였다. 또한 헤디드 바를 접합부에 보강함으로써 설계자가 의도한 위치에 소성힌지를 발생시킬 수 있었으며, 주기하중 하에서 에너지 소산능력의 증가, 강성 감소의 최소화 및 극한응력을 향상시키는 결과를 얻었다.