• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.59-71
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• 2008

본 논문에서는 지진하중하의 대형구조물의 시뮬레이션을 위해 실험과 해석을 병합한 분산공유 하이브리드 해석 및 실험소프트웨어 framework를 개발하였다. 제안된 소프트웨어 framework은 별도의 동적 그리고 정적 해석을 위한 프로그램의 개발이 필요 없기 때문에 일반 범용 유한요소해석 프로그램을 개발된 해석 및 실험 제어 프로그램과 interface API를 이용하여 사용할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서 개발된 소프트웨어 framework은 독자적 기능을 가진 module로 구성이 되어 있을 뿐만 아니라 개체지향형 프로그램 개념을 바탕으로 개발되었다. 예제를 통하여 개발된 시스템의 기능과 분산공유하이브리드 해석 및 실험에서의 유용성을 증명하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권5호
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• pp.435-445
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• 2019

The collapses of curved bridges are mainly caused by the damaged columns, subjected to the combined loadings of axial load, shear force, flexural moment and torsional moment, under earthquakes. However, these combined loadings have not been fully investigated. This paper firstly investigated the mechanical characteristics of the bending-torsion coupling effects, based on the seismic response spectrum analysis of 24 curved bridge models. And then 9 reinforced concrete (RC) and circular column specimens were tested, by changing the bending-tortion ratio (M/T), axial compression ratio, longitudinal reinforcement ratio and spiral reinforcement ratio, respectively. The results show that the bending-torsion coupling effects of piers are more significant, along with the decrease of girder curvature and the increase of pier height. The M/T ratio ranges from 6 to 15 for common cases, and influences the crack distribution, plastic zone and hysteretic curve of piers. And these seismic characteristics are also influenced by the compression ratio, longitudinal reinforcement ratio and spiral reinforcement ratios of piers.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.161-170
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• 2014

Newmark-type deformation analysis has rarely been done in Korea due to the popularity of simple pseudo-static limit equilibrium analysis and detailed time-history FE/FD dynamic analysis. However, the Korean seismic dam design code updated in 2011 prescribes Newmark-type deformation analysis as a major dynamic analysis method for the seismic evaluation of fill dams. In addition, a design PGA for dynamic analysis is significantly increased in the code. This paper aims to study the seismic evaluation of four existing large fill dams through advanced FEM/Newmark-type deformation analyses for the artificial earthquake time histories with the design PGA of 0.22g. Dynamic soil properties obtained from in-situ geo-physical surveys are applied as input parameters. For the FEM/Newmark analyses, sensitivity analyses are performed to study the effects of input PGA and $G_{max}$ of shell zone on the Newmark deformation. As a result, in terms of deformation, four fill dams are proved to be reasonably safe under the PGA of 0.22g with yield coefficients of 0.136 to 0.187, which are highly resistant for extreme events. Sensitivity analysis as a function of PGA shows that $PGA_{30cm}$ (a limiting PGA to cause the 30 cm of Newmark permanent displacement on the critical slip surface) is a good indicator for seismic safety check. CFRD shows a higher seismic resistance than ECRD. Another sensitivity analysis shows that $G_{max}$ per depth does not significantly affect the site response characteristics, however lower $G_{max}$ profile causes larger Newmark deformation. Through this study, it is proved that the amplification of ground motion within the sliding mass and the location of critical slip surface are the dominant factors governing permanent displacements.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권9호
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• pp.35-50
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• 2023

본 논문은 흙막이 가시설의 내진설계 가이드라인을 작성하기 위한 기초 연구로서, 국내외에서 적용되고 있는 내진설계 기준과 등가정적해석을 위한 동적토압 산정 방법에 대해 문헌연구를 수행하였다. 그리고 2차원 유한차분해석 프로그램인 FLAC 2D를 이용하여 Semirigid pressure 방법, Wood 방법, Mononobe-Okabe 방법에 따라 등가정적해석을 수행하고, 벽체의 모멘트와 지보재 축력에 대한 해석 결과를 동해석 결과와 비교하여 등가정적해석의 적용성을 평가하였다. Semirigid 방법은 0.4%H 이하의 수평 변위가 발생하는 Stiff wall의 모멘트를 가장 합리적으로 예측하였다. 지보재의 축력은 구조물과 흙 사이의 동적인 상호작용을 고려할 수 없어 정확하게 예측하는 것이 어려웠으나, 안전측으로 보수적인 설계를 위한 예비검토에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.49-54
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• 2009

지진동에 대한 사면의 안정성은 일반적으로 지진계수를 이용하여 지진하중을 유사정적 하중으로 단순화하여 한계평형법으로 평가된다. Transient 지진동은 지진계수를 이용하여 정적하중으로 대체된다. 하지만, 유사정적 해석결과에 절대적인 영향을 미치는 지진계수는 합리적인 물리적 근거 없이 산정된다. 또한 내진설계기준에 의거하여 산정되는 최대가속도는 사면의 진동특성을 반영한다고 볼 수 없으며, 이를 정확하게 예측하기 위해서는 2차원 동적해석을 수행해야 한다. 본 연구에서는 수정된 1차원 동적해석과 유사정적해석을 연결한 Hybrid 유사정적 해석법을 제안하였다. 기존의 해석기법은 깊이에 따라서 변이하는 가속도를 고려할 수 없기에 신뢰성 있는 사면의 안정성 예측이 어려운 실정이다. 수정된 1차원 지반응답해석은 깊이에 따른 사면 무게변화를 모델링하기 위하여 층의 밀도를 조정하였으며 위치별 진동가속도를 예측하기 위해서 다수의 해석을 수행하였다. 2차원 유한요소해석과 비교한 결과, 수정된 1차원 해석은 2차원 해석과 일치성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 해석결과를 유사정적해석에 입력하여 깊이에 따라서 변이하는 가속도 주상도를 적용하였으며 기존의 해석방법으로 계산된 안전율과 비교하였다. 비교 결과, 계산된 안전율에는 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났으며, 기존의 해석기법으로 안전율을 예측할 경우, 매우 비현실적인 값을 계산할 수 있다. 본 연구에서 개발된 기법은 해석의 신뢰성을 현격하게 향상시키는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권4호
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• pp.463-471
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• 2018

The bolted end-plate beam-column connections have been widely used in steel structure and composite structure because of its excellent seismic performance. In this paper, the end-plate bolted connection is applied in the concrete structure, A new-type of fabricated beam-column connections with end-plates is presented, and steel plate hoop is used to replace stirrups in the node core area. To study the seismic behavior of the joint, seven specimens are tested by pseudo-static test. The experimental results show that the new type of assembly node has good ductility and energy dissipation capacity. Besides, under the restraint effect of the high-strength stirrup, the width of the web crack is effectively controlled. In addition, based on the analysis of the factors affecting the shear capacity of the node core area, the formula of shear capacity of the core area of the node is proposed, and the theoretical values of the formula are consistent with the experimental value.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.93-96
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• 2008

이 논문은 근단층지반운동(NFGM)하에서 내진성능을 평가하기 위한 RC교각의 진동대, 준정적, 유사동적 실험을 다룬다. 5개의 실험체가 수행되었다. 축소 모형을 제작하고 상부구조물의 중량 에 의한 축력의 효과는 프리스트레스에 의해 구현하였다. 지진이 발생할 때 상부 구조물의 횡방향 관성력은 진동대의 제한된 용량 때문에 교각 실험체에 연결한 질량 프레임으로 모사하였다. 특히, 진동대 실험에서 질량 모사 프레임이 교각 모델과 같은 변위로 움직이면서 마찰 효과를 최소화할 수 있도록 고려하였고 이에 대한 검증을 실시하였다. RC교각의 축소 계수를 4.25로 설정 하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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• pp.148-156
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• 2003

Shaking table tests and pseudo-static analysis were performed, in this study, on newly-designed aseismatic L-type caisson quay walls, which were constructed by extending the bottom plate of gravity quay walls into the backfill soil. The L-type quay walls are expected to give economical benefits by reducing the cross-sectional area of the wall while maintaining its aseismatic efficiency as much as the classical caisson gravity quay wall. To confirm the effectiveness of the L-type structure, the geometry of L-type quay walls were varied for shaking table tests. And, to verify the influence of backfill soils on the seismic behavior of quay walls, additional shaking table tests were performed on the L-type quay wall after the backfill soils were replaced by gravels and light materials. As a result, it was found that L-type caisson quay walls are good earthquake resistant structures but increasing the length of bottom plate did not proportionally increase the effectiveness of the structure in its aseismatic performance. Replacing the backfill soils by the gravels and light materials, contrary to our expectation, was not an effective measure in improving the seismic performance of L-type caisson quay wall.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권2호
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• pp.147-161
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• 2023

Based on the ideas of variational differential quadrature (VDQ) and finite element method (FEM), a numerical approach named as VDQFEM is applied herein to study the large deformations of plate-type structures under static loading with arbitrary shape hole made of functionally graded graphene platelet-reinforced composite (FG-GPLRC) in the context of higher-order shear deformation theory (HSDT). The material properties of composite are approximated based upon the modified Halpin-Tsai model and rule of mixture. Furthermore, various FG distribution patterns are considered along the thickness direction of plate for GPLs. Using novel vector/matrix relations, the governing equations are derived through a variational approach. The matricized formulation can be efficiently employed in the coding process of numerical methods. In VDQFEM, the space domain of structure is first transformed into a number of finite elements. Then, the VDQ discretization technique is implemented within each element. As the last step, the assemblage procedure is performed to derive the set of governing equations which is solved via the pseudo arc-length continuation algorithm. Also, since HSDT is used herein, the mixed formulation approach is proposed to accommodate the continuity of first-order derivatives on the common boundaries of elements. Rectangular and circular plates under various boundary conditions with circular/rectangular/elliptical cutout are selected to generate the numerical results. In the numerical examples, the effects of geometrical properties and reinforcement with GPL on the nonlinear maximum deflection-transverse load amplitude curve are studied.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.7-20
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• 2020

본 연구에서는 말뚝기초를 대상으로 지반조건을 고려한 동적 수평지반반력계수를 제안하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 3차원 유한차분 프로그램을 사용하여, 다양한 지반의 전단파 속도에 따라 동적수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과로부터 동적 p-y 곡선을 도출하여 동적 수평지반반력계수를 계산하는 데 필요한 보정계수(α)를 산정하였다. 분석결과, 본 연구에서 산정된 보정계수(α)는 기존 도로교 설계기준(2015)에 제시된 획일적인 값(α=2)이 아니라 지반의 전단파 속도와 구속압에 매우 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었으며 이를 고려한 함수식으로 제안하였다. 제안된 α의 적용성 분석을 위해 서로 다른 해석 기법(등가정적해석방법과 동적해석방법)에서의 적용성을 비교하였다. 그 결과, 제안된 보정계수(α)를 사용하는 방법은 기존 동적 수평지반반력계수를 사용하는 방법에 비해 지반-말뚝 시스템의 수평거동 특성을 비교적 적절하게 예측함을 알 수 있었다.