• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.187-192
• /
• 2016

일반설계에서 탄성거동을 전제로 구조물을 설계하는 것과 달리 내진설계는 구조물의 소성거동을 규명하고 조정하여 붕괴를 방지하는 것이 목적이다. 일반교량의 경우에 요구되는 붕괴방지수준은 교량의 특정한 구조부재의 소성거동으로 낙교를 방지하여 지진발생 이후에 긴급차량의 통과를 가능하게 하는 것이다. 이러한 소성거동은 연결부분 또는 교각기둥에 제한되고 각 경우에 적절한 조치가 요구된다. 도로교설계기준은 교각기둥에서 소성힌지를 형성하여 연성붕괴기구를 구성하는 설계방식과 함께 철근콘크리트 교각을 하부구조로 하는 교량을 대상으로 연결부분의 항복을 이용하여 취성붕괴기구를 구성하는 연성도 내진설계를 부록으로 제시하고 있다. 이 연구에서는 철근콘크리트 교각기둥과 강재받침으로 설계된 일반교량을 선정하고 연성붕괴기구와 취성붕괴기구를 모두 고려한 붕괴방지 설계절차 및 도로교설계기준에 요구되는 수정사항을 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제27권3호
• /
• pp.163-172
• /
• 2014

일반교량 내진설계의 목적은 붕괴방지설계이고 도로교설계기준 내진설계편은 교량구조의 연성파괴메카니즘을 구성하는 설계방식을 제시하고 있다. 그러나 구조형식 또는 현장여건에 의해 연성파괴메카니즘을 구성하는 것이 비합리적인 경우 차선책으로 취성파괴메카니즘을 구성하여 붕괴방지설계를 수행할 수 있다. 연성파괴메카니즘을 구성하는 기존 설계방식과 함께 내진설계편은 연성도 내진설계를 부록으로 제시하고 있다. 연성도 내진설계는 철근콘크리트 교각으로 구성되는 교량에 적용하며 설계자가 하부구조의 소요응답수정계수를 결정하고 이로부터 심부구속철근을 설계하는 방식이다. 이 연구에서는 철근콘크리트 교각기둥과 강재받침으로 설계된 일반교량을 선정하여 기존 설계방식과 연성도 내진설계를 모두 적용한 결과로부터 차이점을 확인하고 설계자가 내진설계를 수행하는 과정에서 두 설계방식을 모두 고려하는 설계절차를 제안하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권2호
• /
• pp.185-189
• /
• 2017

일반교량 내진설계의 목적은 지진발생 직후에 긴급차량의 통과를 허용하도록 하는 '붕괴방지설계'의 수행이다. 도로교설계기준은 연성구조를 구성하여 '붕괴방지설계'를 수행하는 규정을 제시하고 있으며 이 과정에서 연결부분과 하부구조에 적용하는 응답수정계수가 핵심적인 역할을 한다. 하부구조 응답수정계수의 경우 도로교설계기준은 연성과 여용력을 고려한 계수인 반면 AASHTO LRFD 교량설계기준은 교량의 중요도를 핵심, 중요 및 일반으로 구분한 인위적인 인자를 추가로 반영한 계수를 제시하고 있다. 이 연구에서는 강재받침과 철근콘크리트 교각기둥으로 구성된 일반교량을 선정하고 도로교설계기준의 설계조건과 함께 하부구조 응답수정계수를 차등 적용하는 경우의 설계결과를 비교, 검토하였으며 이로부터 하부구조 응답수정계수의 차등 적용 시 설계기준에 요구되는 보완사항을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권1호
• /
• pp.65-72
• /
• 2009

도로교설계기준은 일반교량에 대한 내진설계방법으로 응답수정계수를 사용하는 스펙트럼해석법을 제시하고 있다. 그러나 중진지역이라는 한반도의 상황과 국내의 교량설계 및 시공환경에 대한 적용성은 아직 검증되지 않은 실정이다. 그러므로 도로교설계기준의 스펙트럼해석법을 적용하여 내진설계의 기본개념으로 제시되는 붕괴방지수준이 만족되는가에 대한 검토가 요구된다. 이 연구에서는 T형 및 ${\prod}$형 교각을 하부구조로 하는 두 개의 일반교량을 해석대상교량으로 선정하고, 중진지역의 설계조건과 스펙트럼해석법을 적용하여 내진설계를 수행하였다. 이 과정에서 응답수정계수의 역할과 붕괴방지수준의 만족여부를 검토하고, 그 결과를 토대로 설계기준에 보완해야 하는 사항을 제시하였다.

• 한국안전학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.30-38
• /
• 1998

In this study, in order to measure energy-absorbing characteristics in impact test of CFRP thin-walled laminates and interpret the cause of decreasing age when collapse test is carried out under the environments of high temperatures and hygrothermals, the moisture absorbing behavior according to the variety of orientation angle is observed and impact collapse characteristics of no moisture absorbing status is compared with that under the environments of high temperatures and hygrothermals. Especially, we try to obtain quantitative design data to develop CFRP thin-walled laminates with energy characteristics of optimum impact absorbing. The value of the maximum loading, mean loading, rate of energy absorption energy per unit volume and mass in CFRP thin-walled laminates on the high temperatures and hygrothermals is measured much lower than under no moisture absorbing. The maximum collapse loading in dynamic impact test is taken measurements lower than in static collapse test CFRP circular laminates in high temperatures and hygrothermals. But the absorbed energy per unit mass and volume is almost same each other and the biggest amount of energy is shown in CFRP circular laminates with orientation angle of $15^{\circ}$. Therefore, in the case of using CFRP circular laminates with axisymmetric mode, CFRP thin-walled structural members with orientation angle of $10^{\circ}$, $15^{\circ}$ has generally best condition.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.13-23
• /
• 2007

This paper focuses on providing a practical approach for decision making in Performance-Based Design (PBD). Satisfactory performance is defined by several performance objectives that place limits on direct (monetary) loss and on a tolerable probability of collapse. No specific limits are placed on conventional engineering parameters such as forces or deformations, although it is assumed that sound capacity design principles are followed in the design process. The proposed design procedure incorporates different performance objectives up front, before the structural system is created, and assists engineers in making informed decisions on the choice of an effective structural system and its stiffness (period), base shear strength, and other important global structural parameters. The tools needed to implement this design process are (1) hazard curves for a specific ground motion intensity measure, (2) mean loss curves for structural and nonstructural subsystems, (3) structural response curves that relate, for different structural systems, a ground motion intensity measure to the engineering demand parameter (e.g., interstory drift or floor acceleration) on which the subsystem loss depends, and (4) collapse fragility curves. Since the proposed procedure facilitates decision making in the conceptual design process, it is referred to as a Design Decision Support System, DDSS. Implementation of the DDSS is illustrated in an example to demonstrate its practicality.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제46권2호
• /
• pp.279-292
• /
• 2023

Structural design against the progressive collapse has been a vital necessity for decades due to occasional tragic events. The question of whether designed structures against the progressive collapse are still robust if subjected to multi-hazard scenarios containing column removal and successive localized fires is ad-dressed in the current study. Two seven-story steel structures with an identical area but different structural configurations of 4- and 5-bays are designed against the progressive collapse; the structural components are also fireproofed for a 60 min fire resistance. The structures are then subjected to different column re-moval scenarios over different stories followed immediately by localized fires. Results indicate that the structures are not able to keep their stability under all of the considered scenarios; the 4-bay structure is more vulnerable than the 5-bay structure. It is also indicated that upper stories are more sensitive toward the considered scenarios than lower stories. To advance structural safety, two strategies are adopted: in-creasing the thickness of the insulation materials to reduce the thermal effects, or, increasing the safety fac-tor (ΩN) of the structures when designing against the progressive collapse. As for the first strategy, provid-ing a 35% and a 25% increase in the insulation thicknesses of the structural components of the 4-bay and 5-bay structures, respectively, can prevent a progressive collapse to trigger. As for the second strategy, in-creasing ΩN by 10% can enhance the structural integrity to where no collapse occurs under all of the sce-narios.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.181-187
• /
• 2009

내진 설계기준이 도입된 이후, 신설교량에 대한 내진 설계의 시행은 물론 기존교량의 내진 성능 검토에 의한 내진 성능 확보가 요구되고 있다. 기존교량의 내진 성능 확보 또한 내진 설계의 기본개념에 따라 붕괴방지수준을 만족하여야 하며, 확보방안으로는 교량의 중요도와 형식에 따라 보강규모가 다른 여러 가지 방안이 제시되어야 한다. 현재 일반교량의 경우 받침의 교체, 교각의 보강 및 전단키 설치 등의 보강방안이 내진 성능 향상 및 확보 방안으로 가장 많이 연구, 적용되고 있는 상황이다. 이 연구에서는 내진 설계가 수행되지 않은 일반적인 기존 교량은 해석대상교량으로 선정하고, 붕괴방지 수준을 만족하기 위해 연성파괴메카니즘을 확보하도록 기존교량의 설계변경을 수행하고 내진 성능을 검토하였다. 기존교량의 경우, 하부구조 교각기둥의 설계단면 결정 및 상/하부구조 연결부 받침의 기능변경 등 교량시스템의 재 설계에 의해 내진 성능을 확보할 수 있다는 것을 제시하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제42권4호
• /
• pp.501-511
• /
• 2022

Earthquake Resistant Design Philosophy seeks (a) no damage, (b) no significant structural damage, and (c) significant structural damage but no collapse of normal buildings, under minor, moderate and severe levels of earthquake shaking, respectively. A procedure is proposed for seismic design of low-rise reinforced concrete special moment frame buildings, which is consistent with this philosophy; buildings are designed to be ductile through appropriate sizing and reinforcement detailing, such that they resist severe level of earthquake shaking without collapse. Nonlinear analyses of study buildings are used to determine quantitatively (a) ranges of design parameters required to assure the required deformability in normal buildings to resist the severe level of earthquake shaking, (b) four specific limit states that represent the start of different structural damage states, and (c) levels of minor and moderate earthquake shakings stated in the philosophy along with an extreme level of earthquake shaking associated with the structural damage state of no collapse. The four limits of structural damage states and the three levels of earthquake shaking identified are shown to be consistent with the performance-based design guidelines available in literature. Finally, nonlinear analyses results are used to confirm the efficacy of the proposed procedure.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제76권3호
• /
• pp.421-433
• /
• 2020

Masonry infills are normally considered as non-structural elements in design practice, therefore, the interaction between the bounding frame and the strength contribution of masonry infills is commonly ignored in the seismic analysis work of the RC frames. However, a number of typical RC frames with irregular distributed masonry infills have suffered from undesirable weak-story failure in major earthquakes, which indicates that ignoring the influence of masonry infills may cause great seismic collapse risk of RC frames. This paper presented the investigation on the risk of seismic collapse of RC frames with irregularly distributed masonry infills through a large number of nonlinear time history analyses (NTHAs). Based on the results of NTHAs, seismic fragility curves were developed for RC frames with various distribution patterns of masonry infills. It was found that the existence of masonry infills generally reduces the collapse risk of the RC frames under both frequent happened and very strong earthquakes, however, the severe irregular distribution of masonry infills, such as open ground story scenario, results in great risk of forming a weak story failure. The strong-column weak-beam (SCWB) ratio has been widely adopted in major seismic design codes to control the potential of weak story failures, where a SCWB ratio value about 1.2 is generally accepted as the lower limit. In this study, the effect of SCWB ratio on inter-story drift distribution was also parametrically investigated. It showed that improving the SCWB ratio of the RC frames with irregularly distributed masonry infills can reduce inter-story drift concentration index under earthquakes, therefore, prevent weak story failures. To achieve the same drift concentration index limit of the bare RC frame with SCWB ratio of about 1.2, which is specified in ACI318-14, the SCWB ratio of masonry-infilled RC frames should be no less than 1.5. For the open ground story scenario, this value can be as high as 1.8.