• 한국지진공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.11-26
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• 2011

비탄성 변위비는 최대 선형 탄성변위에 대한 최대 비탄성 변위의 비로서 정의된다. 비탄성 변위비는 비탄성 응답의 계산을 하지 않고도 최대 탄성변위로부터 최대 비탄성변위를 직접적으로 평가 가능하게 한다. 비탄성 변위비에 대한 기존의 연구는 이선형 또는 강성저하시스템과 같은 분할선형시스템에 국한되었다. 본 논문에서는 근거리 및 원거리 지진을 받는 완만한 곡선형 이력거동 시스템의 비탄성 변위비에 대하여 연구하였다. 두 단계의 회귀분석 과정을 통하여 비탄성 변위비에 대한 간편식을 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.55-66
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• 2005

본 논문에서는 스마트 면진장치를 효과적으로 제어하기 위하여 퍼지관리제어기를 개발하였고 그 효율성을 검토하였다. 이를 위하여 1세대 스마트 면진 벤치마크 건물을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 대상 벤치마크 구조물은 부정형의 평면을 가지고 있는 8층 건물이고 탄성베어링과 MR 감쇠기로 이루어진 스마트 면진장치가 설치되어 있다. 본 논문에서는 다목적 유전자 알고리즘을 이용하여 원거리 지진과 근거리 지진에 대하여 각각 면진구조물을 효과적으로 제어할 수 있는 하위 퍼지제어기를 개발한다. 최적화과정에서는 구조물의 최대 및 RMS 가속도와 면진층 변위의 저감이 목적으로 사용된다. 벤지마크 건물에 지진하중이 가해지면 두 개의 하위 퍼지제어기에서는 각각 다른 명령전압이 제공되는데 이 명령전압들은 퍼지관리제어기의 추론과정에 기반하여 실시간으로 참여율이 조절되어 하나의 명령전압으로 조합된다. 수치해석을 통하여 제안된 퍼지관리제어기법을 사용함으로써 상부구조물의 응답과 면진층의 변위를 효과적으로 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권3호
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• pp.215-227
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• 2018

Supplemental passive control devices are widely considered as an important tool to mitigate the dynamic response of a building under seismic excitation. Nevertheless, a systematic method for strategically placing dampers in the buildings is not prescribed in building codes and guidelines. Many deterministic and stochastic methods have been proposed by previous researchers to investigate the optimum distribution of the viscous dampers in the steel frames. However, the seismic performances of the retrofitted buildings that are under large earthquake intensity levels or near collapse state have not been evaluated by any seismic research. Recent years, an increasing number of studies utilize genetic algorithms (GA) to explore the complex engineering optimization problems. GA interfaced with nonlinear response history (NRH) analysis is considered as one of the most powerful and popular stochastic methods to deal with the nonlinear optimization problem of damper distribution. In this paper, the effectiveness and the efficiency of GA on optimizing damper distribution are first evaluated by strong ground motions associated with the collapse failure. A practical optimization framework using GA and NRH analysis is proposed for optimizing the distribution of the fluid viscous dampers within the moment resisting frames (MRF) regarding the improvements of large drifts under intensive seismic context. Both a 10-storey and a 20-storey building are involved to explore higher mode effect. A far-fault and a near-fault earthquake environment are also considered for the frames under different seismic intensity levels. To evaluate the improvements obtained from the GA optimization regarding the collapse performance of the buildings, Incremental Dynamic Analysis (IDA) is conducted and comparisons are made between the GA damper distribution and stiffness proportional damping distribution on the collapse probability of the retrofitted frames.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제23권4호
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• pp.409-430
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• 2006

The aim of this study is to investigate the reliability of strong motion records processed by causal and acausal Butterworth filters in comparison to the results obtained from a synthetic accelerogram. For this purpose, the fault parallel component of the Bolu record of the Duzce earthquake is modeled with a sum of exponentially damped sinusoidal components. Noise-free velocities and displacements are then obtained by analytically integrating the synthetic acceleration model. The analytical velocity and displacement signals are used as a standard with which to judge the validity of the signals obtained by filtering with causal and acausal filters and numerically integrating the acceleration model. The results show that the acausal filters are clearly preferable to the causal filters due to the fact that the response spectra obtained from the acausal filters match the spectra obtained from the simulated accelerogram better than that obtained by causal filters. The response spectra are independent from the order of the filters and from the method of integration (whether analytical integration after a spline fit to the synthetic accelerogram or the trapezoidal rule). The response spectra are sensitive to the chosen corner frequency of both the causal and the acausal filters and also to the inclusion of the pads. Accurate prediction of the static residual displacement (SRD) is very important for structures traversing faults in the near-fault regions. The greatest adverse effect of the high pass filters is their removal of the SRD. However, the noise-free displacements obtained by double integrating the synthetic accelerogram analytically preserve the SRD. It is thus apparent that conventional high pass filters should not be used for processing near-fault strong-motion records although they can be reliably used for far-fault records if applied acausally. The ground motion parameters such as ARIAS intensity, HUSID plots, Housner spectral intensity and the duration of strong-motion are found to be insensitive to the causality of filters.

• Earthquakes and Structures
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• 제27권3호
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• pp.227-237
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• 2024

The incidence angle of seismic excitation relative to the two orthogonal major axes of structures has been a subject of considerable research interest. Previous studies have primarily focused on single-storey symmetric and asymmetric structures, suggesting a minimal effect of incidence angle on structural behavior. This research extends the investigation to multi-storey structures, including vertically irregular configurations, using a comprehensive set of 20 near fault and 20 far field seismic excitation. The study employs nonlinear time-history analysis with a bidirectional hysteresis model to capture inelastic deformations accurately. Various structural models, including one-storey and two- storey regular structures (R1, R2) and vertically irregular structures with setbacks in one direction (IR1) and both directions (IR2), are analysed. The analysis reveals that the incidence angle has no discernible impact over the response of regular multi-storey structures. However, vertically irregular structures exhibit notable responses at corner columns, which decrease towards central columns, irrespective of the incidence angle. This response is attributed to the inherent mass distribution and stiffness irregularities rather than the angle of seismic excitation. The findings indicate that for both near fault and far field seismic excitation, the incidence angle's impact remains marginal even for complex structural configurations. Consequently, the study suggests that the angle of incidence of seismic excitation need not be a primary consideration in the seismic design of both regular and vertically irregular structures. These conclusions are robust across various structural models and seismic excitation characteristics, providing a comprehensive understanding the impact of incidence angle on seismic response.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권1호통권41호
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• pp.61-70
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• 2005

본 연구에서는 하이브리드 면진장치가 설치된 단자유도 구조물에 대하여 진동대 실험을 수행하였다. 본 연구에서 사용된 하이브리드 면진장치는 네 개의 FPS와 한 개의 MR 감쇠기로 구성하였다. 다양한 크기 및 특성을 가진 지진하중을 하이브리드 면진장치가 설치된 구조물에 가하여 진동제어 성능을 평가하였다. 본 연구에는 준능동 MR 감쇠기의 저항력을 효과적으로 조절하기 위하여 퍼지제어기를 사용하였고 구조물에 부착된 계측기를 통하여 변위 및 가속도를 피드백으로 이용한다. 수동 및 준능동 제어기법을 사용하여 얻은 구조물의 응답을 서로 비교하였고 그 결과 FPS와 MR 감쇠기의 조합으로 다양한 특성의 하중을 받는 구조물의 진동제어를 효과적으로 수행할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.319-329
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• 2020

현재 우리나라에서 운영 중인 교량 중 30년 이상 된 교량이 전체의 약 11%를 차지할 정도로 노후교량의 수가 증가하고 있다. 따라서 교량의 노후화에 따른 영향을 고려한 내진성능 평가방법의 개발이 필요하다고 볼 수 있다. 예제 교량으로는 포트받침, 탄성고무받침과 납-고무받침을 가진 3가지의 강합성 상자형 거더교를 선정하고, opensees 프로그램을 사용하여 구조해석모델을 작성하였다. 본 연구에서는 교량의 노후도를 교각의 주철근과 띠철근의 부식에 의한 면적의 감소로 반영하였다. 교각의 노후화 정도로는 5%, 10%, 25%, 50%의 4가지 조건을 사용하였다. 입력지진으로는 근거리 지진과 원거리 지진을 각각 40개씩 사용하였으며, 노후화 정도에 따른 예제교량의 교각에 대한 최대변위와 최대 전단력 응답을 구하여 비교하였다. 노후도가 증가할수록 힘-변위 관계에서 교각의 강도 저하가 발생함을 알 수 있으며, 이로 인하여 교각의 변위응답이 증가함을 알 수 있다. 교각의 노후도에 따른 변위응답과 전단저항능력의 영향을 분석하기 위하여 변위비(D_ratio)와 전단력비(F_ratio)를 정의하여 평가하였다. 예제교량의 고유주기가 길어질수록 노후도에 따른 변위비(D_ratio)의 증가가 크게 나타남을 알 수 있으며, 전단력비(F_ratio)의 감소 경향은 작게 나타남을 알 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.269-282
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• 2006

본 연구에서는 강건한 지진해일모형인 비선형 천수 방정식에 기초하여 대한해협을 통과하는 지진해일의 전파특성에 관해 연구하였다. 지진해일은 쓰시마-고토 단층대에서 우리나라에 영향을 미친 지진 중 비교적 출현 빈도가 높은 리히터 규모 7.5의 지진에 의해 발생하는 것으로 가정하였다. 수치모의 결과 지진해일의 선도파랑이 대한해협을 횡단하는데 60분 정도가 소요되며 이는 지진해일 경보 시스템이 대피시간의 부족으로 인해 그 기능을 발휘하지 못할 수도 있음을 시사한다. 또한 전 쓰시마-고토 단층대에서 동일한 생기빈도를 가지는 지진사상에 대해 Kajiura(1963)의 동수역학 모형과 간단한 지진학적 모형을 활용한 지진해일 재해 모형이 제시되었다. 제시된 지진해일 재해 모형을 활용하여 우리나라 남해안 마산, 여수, 통영, 고흥 전면 해역에서의 각 수위별 지진해일고의 초과확률이 제시되었다. 이와 더불어 본고에서 제시한 지진해일 재해모형의 검증은 관측자료가 비교적 풍부한 동해 동연 오쿠시리 해령에서 1993년에 발생한 북해도 남서외해 지진해일과 Akita and Fukaura 두 곳에서 관측된 수위자료를 대상으로 수행되어 매우 고무적인 결과를 얻었다. 이 연구 결과들은 지진해일의 위험에 대한 연안방계 시스템의 설계기준의 수정을 위한 가치 있는 자료들로 활용될 수 있으리라 판단된다.

• International Journal of Contents
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• 제11권1호
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• pp.62-68
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• 2015

Many severe earthquakes have occurred along the main fault lines in the world. In recent years, there has been a high incidence of small- and large-scale earthquakes in our country. These occurrences of earthquakes have become increasingly serious, owing to a degrading earth environment. An earthquake, in general, causes far more serious damages like disruptions in electricity or gas facilities, and fire disasters from its annexed effects than by its vibrations or the shock itself. In this paper, we present a countermeasure and its necessity in safeguarding against fire disasters in regional heritage villages such as "Asan Oeam," "Jeonju Hanok," and "Andong Hahoe." A more systematic and effective strategy for prevention systems against severe fire disasters is proposed after performing various related investigations and analyses of existing domestic and international systems. We investigated the existing fire security systems and their historical records with the tendency of earthquake occurrences in these three folk villages. In this proposal, we present a strategic approach for safeguarding against fire damages in our regional heritage villages derived from ICT (information communication technology)-based DPD (disaster prevention design), after examining the laws and regulations of fire-prevention strategies in Japan, America, and Europe.

• 한국지진공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.311-319
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• 2019

The number of aged bridges is increasing so that bridges over 30 years old account for about 11% of all bridges. Consequently, the development of a seismic performance evaluation method that considers the effects of ageing is essential for a seismic retrofitting process for improvement of the seismic safety of existing old bridges. Assessment of the damage situation of bridges after the recent earthquakes in Korea has been limited to the bearings, anchor, and concrete mortar on piers. The purpose of this study is to evaluate the seismic responses of PSC box girder bridges by considering the ageing effect of rubber bearings (RBs) and lead-rubber bearings (LRBs). The modification factor proposed by AASHTO is used to take into account the ageing effect in the bearings. PSC box girder bridges with RBs and LRBs were 3D modeled and analyzed with the OpenSEES program. In order to evaluate the ageing effect of RBs and LRBs, 40 near fault and 40 far field records were used as the input earthquakes. When considering the effect of ageing, the displacement responses and shear forces of bridge bearings (RBs and LRBs) were found to increase mostly under the analytical conditions. It was shown that the effect of ageing is greater in the case of RBs than in the case of LRBs.