• 제목/요약/키워드: Performance Based Design (PBD)

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복합영상관의 성능위주설계를 위한 가연물의 연소발열특성 연구: 객석의자의 열발생률 및 연소확산속도를 중심으로 (A Study on the Heat Release Characteristics of Fire Load for Performance Based Design of Multiplexes: A Focus on the Heat Release Rate and Fire Spread Rate of Cinema Seats)

  • 남동군;장효연;황철홍;임옥근
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제34권1호
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    • pp.11-17
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    • 2020
  • 성능위주설계의 설계화원 정보는 피난안전성 평가에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 실물화재 실험에 근거한 설계화원의 설정이 매우 중요하다. 복합영상관에 대한 성능위주설계의 신뢰성을 개선시키기 위하여, 상영관 의자에 대한 화재실험을 통해 열발생률과 화재확산속도 등의 화재거동에 관한 정보를 제공한다. 이를 위하여 실제 상영관과 유사하게 배열된 다수의 객석 의자가 적용되었다. 주요 결과로서, 객석의자 1개에 대하여 최대 열발생률과 단위 질량당 발열량은 각각 415~988 kW와 15.2~23.8 MJ/kg의 범위를 갖는다. 신형과 구형 객석의자의 평균 단위 질량당 발열량은 각각 23.6 MJ/kg과 16.7 MJ/kg으로 측정되었다. 즉, 신형의자의 증가된 플라스틱 및 쿠션재의 함량으로 인하여, 신형이 구형에 비해 화재위험성이 높은 것으로 확인되었다. 추가로 객석의자가 일렬로 배치될 때, 점화위치와 상관없이 0.39~0.42 m/min의 화재확산속도가 관찰되었다. 마지막으로 복합영상관의 성능위주설계를 위하여 객석의자의 최대 열발생률과 화재성장률로 구성된 화재성장곡선이 제안되었다.

Bayesian Method를 적용한 성능기반설계기법(PBD)의 활용 (Implementation of Performance Based Design Method based on Application of Bayesian Method)

  • 김장호;이경민;박정호;홍종석;이정
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.217-220
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    • 2006
  • In this paper Satisfaction Curve has been applied to estimate the material safety by using Bayesian Method based on given parameters which are obtained from experimental results of other researchers. From the results, Bayesian Method is proven to be an available method for safety estimation of material.

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성능위주소방설계의 법적문제 및 개선방안 (The Legal Problems and Improvement in the Performance Based Design of Fire-fighting)

  • 이종영;백옥선
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.54-63
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    • 2010
  • 2009년 1월 1일부터 개정 "소방시설공사업법"의 시행에 따라 일정한 건축물의 경우에는 반드시 성능 위주소방설계를 하여야 한다. 성능위주소방설계는 구조 면적 용도 수용인원 등 건축물의 특성을 반영하여 가장 효율적으로 소방안전을 달성하고자 하는 설계이다. 성능위주소방설계는 일반적인 소방대상물에 비해 규모나 구조에서 특성이 있는 건축물로서 "국가화재안전기준"으로 대표되는 사양위주설계로 화재안전을 담보할 수 없거나 획일적인 소방설계를 하는 것이 부적합한 건축물 등에 있어 의미가 있다. 그러나 소방관련 법령에서는 성능위주소방설계의 의무대상물과 설계자격만을 규정하고 있고, 성능위주소방설계제도를 시행하기 위한 그 밖의 구체적인 사항에 관한 규정을 두지 않고 있기 때문에 실제 시행상의 어려움이 발생하고 있다. 이 논문에서는 성능위주소방설계와 관련하여 현행법령을 분석함으로써 성능위주소방설계제도의 바람직한 시행을 위한 법제도적 개선방안을 제시한다.

N2 Method를 이용한 RC 중간모멘트 연성골조의 반응수정계수 및 내진성능 평가 (Estimation of R-factor and Seismic Performance for RC IMRFs using N2 Method)

  • 윤정배;이철호;최정욱;송진규
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권6호
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    • pp.33-39
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    • 2002
  • 반응수정계수는 구조물의 비탄성 거동을 설계에 반영하고 설계지진력 산정시 설계강도를 탄성범위 이내로 저감시키기 위한 목적으로 사용하고 있다. 그러나 설계코드에서 채택하고 있는 반응수정계수는 과거의 지진피해로부터 관찰된 보편적 구조성능에 기인한 경험치이므로, 주기에 따른 동적성능과 구조 시스템의 구성에 따른 내진성능을 정확히 대변하지 못하고 있다. 본 연구에서는 중간모멘트 연성골조를 대상으로 N2 Method를 이용하여 반응수정계수와 내진성능을 평가하였으며, 그 결과를 미국의 IBC 2000 코드와 비교하여 이론적 타당성을 검증하였다. 해석결과 코드에 제시된 반응수정계수와 잘 부합되는 것으로 나타났으나, 동일한 구조시스템의 경우에도 주기에 따라 비교적 큰 차이를 보였다. 성능목표에 따른 사용성 기준을 설정하여 IDI를 평가한 결과, 설계지진에 대한 성능목표가 건물에 대한 내진성능을 대변하기는 어려우며 PBD(Performance Based Design)에 의거한 합리적인 접근이 필요한 것으로 판단된다.

A Simplified Procedure for Performance-Based Design

  • Zareian, Farzin;Krawinkler, Helmut
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.13-23
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    • 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.

Ministry of Taxation Tower in Baku, Azerbaijan: Turning Away from Prescriptive Limitations

  • Choi, Hi Sun;Ihtiyar, Onur;Sundholm, Nickolaus
    • 국제초고층학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.377-386
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    • 2020
  • Beginning a few decades ago, Baku, the capital city of Azerbaijan, has experienced a dramatic construction boom that is revitalizing its skyline. The expansive growth looks to uphold the historic past of Baku as a focal point within the Caspian Sea Region while also evoking aspirations for a city of the future. With superstructure complete and interiors progressing, the Ministry of Taxation (MOT) tower is the latest addition to the city, with its stacked cubes twisting above a multi-level podium at the base. Each cube is separated by column-free green roof terraces, creating unique parametric reveals of the developing surroundings. Aside from MOT's stunning shape, its geolocation resulted in unusually high wind loads coupled with high seismic hazards for a tower of its height. In addition, limitations on possible structural systems required stepping away from a typical prescriptive code-based approach into one that utilized Performance-Based Design (PBD) methods. This paper presents the numerous structural challenges and innovations that allowed the design of a new icon to be realized.

다양한 기후변화에 따른 콘크리트 구조물의 성능중심형 설계 평가 (Evaluation of Performance Based Design Method of Concrete Structures for Various Climate Changes)

  • 김태균;심현보;안태송;김장호
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.8-16
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    • 2013
  • 현재 전 세계적으로 석탄, 석유 등 화석연료의 사용으로 지구 온난화가 진행되고 있으며, IPCC는 지난 100년간(1906~2005년) 지구 지표기온이 $0.74^{\circ}C{\pm}0.18^{\circ}C$ 상승하였고 최근 50년간의 온난화 증가 추세($0.13^{\circ}C{\pm}0.03^{\circ}C$/10년)를 살펴보면 과거 100년간의 변화($0.07^{\circ}C{\pm}0.02^{\circ}C$/10년)에 비해 거의 2배가 증가 하였다고 발표하였다. 이러한 원인으로 폭염, 폭설, 폭우 및 슈퍼태풍 등과 같은 이상기후, 극한기후 현상이 지속적으로 증가 되고 있다. 또한 이로 인하여 사회기반시설의 파괴 및 손상, 인명피해가 급증하고 있으며 콘크리트 구조물의 경우 장기간 지속되는 극심한 기후변화에 따라 급속도로 노화되고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 기후변화에 적합한 기준 및 시공 기술 등이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하고자, 콘크리트 양생에 영향을 미치는 온도, 습도, 일조량, 풍량 등 다양한 기후인자 요소 중 주요 요인인 온도와 습도를 다양한 케이스별로 실험을 실시하였으며, 각 케이스 별로 압축강도(3, 7, 28일), 할렬인장강도(3, 7, 28일)실험을 하였다. 그리고 실험 데이터를 바탕으로 콘크리트 시편의 성능을 평가하고 만족도 곡선을 작성하며, 이를 성능중심형설계방법(PBDM : Performance Based Design Method)에 적용하였다. PBD란 과거의 실험 해석과 현재의 실험 해석등의 여러 결과들을 합하여, 구조물에서 요구되는 재료 성능을 만족시키는 성능 기반형 설계법 으로써, 최근 전세계적으로 연구가 활발히 진행 중이다. 그리고 PBD의 최종 목적은 사용기간 중 구조물이 충분한 성능을 갖출 수 있도록 시공, 설계하는 것이며 이를 사용 할 경우 문제 해결에 있어서 다양한 방법을 제시 할 수 있고, 경제성과 기능성 면에서도 최대한의 효과를 이끌어 낼 수 있다.

성능위주설계를 위한 ETA 기법 활용 고찰 (Application of ETA(Event Tree Analysis) to the Performance-Based Design of fire protection)

  • 김학범;이수경;송동우;김기성;김종훈
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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    • pp.454-457
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    • 2011
  • 본 연구에서는 소방시설의 성능위주의설계를 수행하기 위하여 ETA(Event Tree Analysis) 기법을 적용하는 방안을 고찰하였다. ETA기법에서는 화재시나리오를 사건(Event)의 인과관계로 된 각 단계의 사건으로 구성한다. 본 연구에서는 ETA에서 구성된 시나리오에 따른 심각도를 화재시뮬레이션과 피난 시뮬레이션을 통한 수행으로 사망자수를 도출하는 방안을 적용하였고, 각 시나리오의 빈도(확률)은 FTA(Fault Tree Analysis) 기법을 적용하여 분기 확률을 도출하도록 하였다. ETA에서 도출한 사망자수와 빈도를 이용하여 F-N 커브를 작성하여 위험도를 평가하여 소방설계의 보완 및 대책을 수립하는 방안을 제시하였다.

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성능기반 설계기준 작성을 위한 콘크리트 재료모델의 개발 (Development of Concrete Material Models for Performance-Based Design Code)

  • 김지상;이광명;최연왕;정상화;문재흠
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.975-978
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    • 2008
  • 국내 건설시장의 기술경쟁력 강화의 일환으로 현행 콘크리트구조 설계기준을 시방설계(Prescriptive Design) 방식에서 성능기반설계(Performance Based Design) 방식으로의 전환과 관련된 연구가 활발히 수행되고 있다. 이와 관련하여 성능기반설계 방식에 기초적으로 필요하고 국내 레디믹스트콘크리트 제품에 최적화된 콘크리트 재료모델을 개발, 구축하기 위하여 기존 외국 성능기반설계기준상의 재료모델과의 비교검증과 국내에서 생산 및 사용되고 있는 레디믹스트콘크리트 제품의 품질현황 파악 및 성능평가 등을 수행하고 있다. 이에 현재까지 진행된 연구추진 현황 중 압축강도 및 탄성계수 예측모델 부분에 대하여 정리하였다.

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Performance based design approach for multi-storey concentrically braced steel frames

  • Salawdeh, Suhaib;Goggins, Jamie
    • Steel and Composite Structures
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    • 제20권4호
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    • pp.749-776
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    • 2016
  • In this paper, a Performance Based Design (PBD) approach is validated for multi-storey concentrically braced frame (CBF) systems. Direct Displacement Based Design (DDBD) procedure is used and validated by designing 4- and 12-storey CBF buildings. Nonlinear time history analysis (NLTHA) is used to check the performance of the design methodology by employing different accelerograms having displacement spectra matching the design displacement spectrum. Displacements and drifts obtained from NLTHA are found to fall within the design displacement limits used in the DDBD procedure. In NLTHA, both tension and compression members are found to be resisting the base shear, $F_b$, not only the tension members as assumed in the design methodology and suggested by Eurocode 8. This is the reason that the total $F_b$ in NLTHA is found to be greater than the design shear forces. Furthermore, it is found that the average of the maximum ductility values recorded from the time history analyses for the 4-and 12-storey buildings are close to the design ductility obtained from the DDBD methodology and ductility expressions established by several researchers. Moreover, the DDBD is compared to the Forced Based Design (FBD) methodology for CBFs. The comparison is carried out by designing 4 and 12-storey CBF buildings using both DDBD and FBD methodologies. The performance for both methodologies is verified using NLTHA. It is found that the $F_b$ from FBD is larger than $F_b$ obtained from DDBD. This leads to the use of larger sections for the structure designed by FBD to resist the lateral forces.