• Architectural research
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• 제24권3호
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• pp.75-84
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• 2022

Scads of earthquake-resistant systems are being invented around the globe to ensure structural resistance against the lateral forces induced by earthquake loadings considering structural safety, efficiency, and economic aspects. Shear wall and Bracing systems are proved to be two of the most viable solutions for seismic strengthening of structures. In the present study, three numerical models of a G+10 storied building are developed in commercial building analysis software considering shear wall and bracing systems for earthquake resistance. Material nonlinearity is introduced by using plastic hinges. Analyses are performed utilizing two dynamic methods: Response Spectrum analysis and nonlinear Time-history analysis using Kobe and Loma Prieta earthquake data and results are compared to observe the nonlinear behavior of structures. The outcomes exposed that a significant increase in the seismic responses occurs due to the nonlinearity in the building systems. It was also found that building with shear wall exhibits maximum resistance and minimum nonlinearity when subjected to dynamic loadings.

• Computers and Concrete
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• 제30권2호
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• pp.113-126
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• 2022

Reinforced concrete bearing walls (RCBWs) are one of the most applicable structural systems. Therefore, vulnerability analysis and rehabilitation of the RCBW system are of great importance. In the present study, in order to the more precise investigation of the performance of this structural resistant system, pushover and nonlinear time history analyses based on several assumptions drawing upon experimental research were performed on several models with different stories. To validate the nonlinear analysis method, the analytical and experimental results are compared. Vulnerability evaluation was carried out on two seismic hazard levels and three performance levels. Eventually, the need for seismic rehabilitation with the basic safety objective (BSO) was investigated. The obtained results showed that the studied structures satisfied the BSO of the seismic rehabilitation guidelines. Consequently, according to the results of analyses and the desired performance, this structural system, despite its high structural weight and rigid connections and low flexibility, has integrated performance, and it can be a good option for earthquake-resistant constructions.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.623-628
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• 2007

마찰형 감쇠를 갖는 구조물은 구조물의 고유주기, 하중의 특성, 그리고 외부하중에 대한 마찰력의 상대적인 크기에 따라 강한 비선형성을 나타내므로, 구조물의 최대응답을 예측하기 매우 어렵다. 기존의 연구에서는 비선형 시스템을 등가의 선형 시스템으로 치환하거나, 구조물의 비선형 시간이력해석을 통한 응답스펙트럼 분석에 의한 간단한 확률해석에 의해 수행되었다. 지진 하중은 불확실성과 불규칙성을 갖고 있기 때문에 확률적으로 정의된다면, 지진하중을 받는 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 응답 역시 확률분포를 나타낼 것이다. 본 논문에서는 Kanai-Tajimi 필터를 이용해 생성된 인공지진하중에 대해 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 비선형 시간이력 해석이 수행되었다. 그리고 정규분포 확률밀도 함수에 선형 회귀분석을 통해 얻어진 구조물의 주기와 마찰력의 크기에 의한 변수를 업데이트 시킨 마찰형 감쇠를 갖는 구조물의 변위 응답 확률밀도함수식이 제시된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.231-242
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• 2009

스카이브릿지의 연결시스템은 일반적으로 매우 큰 비선형성을 가지고 있으므로 연결된 건물의 동적거동을 정확하게 예측하여 스카이브릿지를 설계하기 위해서는 경계비선형 시간이력해석이 필요하다. 그러나 일반적인 유한요소 해석모델을 사용하여 전체 고층건물을 모형화하고 설계를 위하여 반복적인 경계비선형 시간이력해석을 수행한다면 해석에 소요되는 노력과 시간이 매우 클 것이다. 따라서 본 연구에서는 스카이브릿지로 연결된 고층건물의 효율적인 동적해석 및 진동제어 성능 평가를 위하여 벨트월의 효과를 고려한 등가의 캔틸레버모델을 제안하였다. 제안된 등가모델의 효율성 및 정확성을 검토하기 위하여 스카이브릿지로 연결된 49층과 42층 건물을 예제구조물로 사용하였고 풍하중에 대한 경계비선형 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과 제안된 등가모델을 사용하면 스카이브릿지로 연결된 고층건물의 동적응답을 매우 효율적으로 파악할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.65-73
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• 2002

성능에 기초한 설계법에서는 비선형 응답산정이 필수적이며, 이를 위한 방법으로는 비선형시각이력해석법, 비선형 정적해석법, 비선형 효과를 고려한 등가선형해석법 등이 있다. 일부 규준에서는 pushover곡선으로부터 작성한 성능스펙트럼과 선형 응답스펙트럼으로부터 작성한 요구스펙트럼으로 이루어진 능력스펙트럼법을 제안하고 있다. 이 방법은 개념적으로는 간단하나 반복과정이 요구되며, 부정확한 결과를 산출하는 경우가 많다. 이에 따라 시행착오적인 등가선형 스펙트럼대신 비선형스펙트럼을 사용하는 방법들에 대한 연구들이 진행되고 있다. 비선형 요구스펙트럼은 표준적 선형 설계스펙트럼으로부터 결정될 수 있으며, 이 방법은 등가선형의 경우보다는 계산과정이 대폭 줄어들기는 하나 아직도 다소의 연산과정이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 다자유도계의 구조물에 대한 pushover곡선으로부터 구조물의 진동주기와 항복강도를 구한 다음, 일련의 계산과정을 거치지 않고도, 직접적으로 비선형 최대응답을 구할 수 있는 비선형 직접스펙트럼법(NDSM)을 제시하극 집중질량계의 MDF(다자유도계) 모델에 대해 다양한 지진기록과 제하강성저하지수를 변수로 하여 NDSM의 적용성과 신뢰성을 평가하고자 한다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 다자유도계 구조물에 대한 비선형 직접스펙트럼법에 의한 최대변위 응답은 비선형 시각이력해석법에 의한 응답과 거의 일치하므로 실용적인 방법으로 사료된다. 2) 비선형 직접스펙트럼법과 비선형 시각이력해석에 의해 산정된 죄상층 변위 결과를 비교하면, 항복후강성계수가 0.1, MAD(modal adaptive distribution)에 의한 수평정적하중분폰 그리고 제하강성저하지수가 0.2~O.3일 때 평균오차가 가장 줄어드는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권6호
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• pp.1061-1076
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• 2016

Prefabricated Modular Buildings are increasingly becoming popular in the construction industry as a method to achieve financially economical buildings in a very short construction time. This increasing demand for modular construction has expanded into multi-storey applications where the effect of lateral loads such as seismic loads becomes critical. However, there is a lack of detailed scientific research that has explored the behaviour of modular buildings and their connection systems against seismic loads. This paper will therefore present the nonlinear time history analysis of a multi-storey modular building against several ground motion records. The critical elements that need special attention in designing a modular building in similar seismic conditions is discussed with a deeper explanation of the behaviour of the overall system.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-10
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• 2011

최근 들어 슬래브 차음성능에 대한 관심이 커지고 있으며 이에 대응하여 슬래브 두께 증가가 요구되고 있다. 또한 건축물의 효율적인 공간 활용을 위하여 장스팬의 바닥판 시스템이 많이 사용되고 있다. 이러한 요구를 만족하기 위해 개발된 바닥판 시스템중의 하나가 2방향 중공슬래브이다. 2방향 중공슬래브의 구조적 성능을 확인하기 위해서는 지진이 발생하였을 때의 안전성에 대한 검토가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 재료비선형 시간이력해석을 통하여 2방향 중공슬래브의 지진하중에 대한 거동을 평가하였다. 효율적인 시간이력해석을 위하여 기존에 제안된 등가플레이트 모델을 사용하였고, 또한 유효보폭법을 적용한 비선형 모델을 이용하여 2방향 중공슬래브를 적용한 예제구조물의 내진성능을 평가하였다. 이를 통하여 2방향 중공슬래브를 사용한 구조물이 동일한 슬래브 두께의 일반 플랫 플레이트 구조물에 비하여 내진성능이 저하되지 않음을 확인 할 수 있었다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.258-265
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• 2002

Most structures are expected deform nonlinear and inelastic behavior when subjected to strong ground motion. Nonlinear time history analysis(NTHA) is the most rigorous procedure to compute seismic performance in the various inelastic analysis methods. But nonlinear analysis procedures necessitate more reliable and practical tools for predicting seismic behavior of structures. Some building codes propose the capacity spectrum method. This method is the concept of an equivalent linear system, wherein a linear system having reduced stiffness and increased damping is used to estimate the response of the nonlinear system. This procedure are conceptually simple, but the iterative procedure is time-consuming and may sometimes lead to no solution or multiple solutions. This paper presents a nonlinear direct spectrum method(NDSM) to evaluate seismic performance of structures, without iterative computations, given by the structural initial elastic period and yield strength from the pushover analysis, especially for mixed building structure.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권6호
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• pp.797-816
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• 2014

Cooling tower is analyzed as an assembly of layered nonlinear shell elements. Geometric representation of the shell is enabled through layered nonlinear shell elements to define the different layers of reinforcements and concrete by considering the material nonlinearity of each layer for the cooling tower shell. Modal analysis using Ritz vector analysis and nonlinear time history analysis by direct integration method have been carried out to study the effects of the inclination of the supporting columns of the cooling tower shell on its dynamic characteristics. The cooling tower is supported by I-type columns and ${\Lambda}$-type columns supports having the different inclination angles. Relevant comparisons of the dynamic response of the structural system at the base level (at the junction of the column and shell), throat level and at the top of the tower have been made. Dynamic response of the cooling tower is found to be significantly sensitive to the change of the inclination of the supporting columns. It is also found that the stiffness of the structure system increases with increase in inclination angle of the supporting columns, resulting in decrease of the period of the structural system. The participation of the stiffness of the tower in structural response of the cooling tower is fund to be dependent of the change in the inclination angle and even in the types of the supporting columns.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권7_spc호
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• pp.553-560
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• 2016

After an earthquake occurred in the Gyeongju, 2016, many low-story buildings have been questioned in terms of the seismic performance since mostly they have been exempted from the seismic design requirement since 1988. In this study, a 3-story moment resisting frame (MRF) building was analyzed and evaluated the seismic performance. Due to the insufficient seismic performance required for the seismic performance levels, three different seismic retrofit schemes were proposed and their seismic performances were re-evaluated. While steel brace and open shear wall retrofit systems mainly focused on the strength retrofit, the VES damper retrofit system is mainly to enhance the energy dissipation capacity of the system and resultes in the increased ductility. The original building and 3 retrofitted buildings were evaluated using the nonlinear static and nonlinear dynamic analyses and suggestions were proposed. Through the analysis of nonlinear time history and push-over using MIDAS/Gen program, damages of the building in terms of top story and average story drift and effect of reinforcement were analyzed.