• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.418-426
• /
• 2019

연구목적: 내진성능이 부족한 중 저층의 RC 격자 구조물의 내진능력을 해석한 후, 보와 기둥의 내진성능 개선을 위해 강재 슬래브 이력형 댐퍼(SSHD)를 설치하고, 지진이 발생할 때 구조물의 손상 및 인적피해를 최소화 하는 방안을 제시하는 데 그 목적이 있다. 연구방법: 내진설계가 되지 않은 격자 형태의 전철 역사를 대상으로 내진성능을 파악하고, 내진성능이 부족할 경우 공기를 최소화 할 수 있는 방법인 SSHD 시스템을 설치하는 것으로 가정하여 구조물의 내진성능 평가 및 보강을 검토한다. 연구결과: SSHD를 적용하여 구조물을 보강한 후, 고유치 해석을 수행한 결과 장변방향으로는 0.548s의 고유주기를 나타내었으며, 단변방향으로는 0.593s의 고유주기를 가지고 있는 것으로 나타났다. 결론: SSHD에 대하여 반복하중 실험을 수행 한 결과, 댐퍼의 전단강성은 103%, 에너지소산량은 111% 및 109%로 나타나고, 모든 기둥과 보 부재의 소성회전각은 $I_o$수준을 만족하는 것으로 나타나 보강효과가 충분할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.2804-2811
• /
• 2012

본 연구에서는 직접변위기반 설계법에 의하여 철근콘크리트 기둥이 목표변위에 도달하도록 하는 보강설계를 수행하였다. 철근콘크리트 기둥의 비선형 거동은 등가 선형 시스템으로 단순화하여 해석한다. 먼저 목표변위를 결정하고, 단자유도 시스템의 등가고유주기를 추정하기 위하여 탄성 변위스펙트럼을 작성하였다. 고유주기가 결정되면 시스템의 질량을 근거로 강성을 이용하여 요구강도를 계산한다. 이후 비선형 층상화 단면해석을 통해 얻어진 하중-변위관계에 따라 요구강도를 만족하는 보강설계를 수행하였다. 비선형 층상화 단면해석 프로그램을 개발하고 보강설계 절차를 제안하였으며 이를 적용한 결과, 보강설계를 통해 보강한 철근콘크리트 기둥은 보강하지 않은 기둥과 비교하여 내진 성능이 향상 된 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.113-116
• /
• 2008

중공단면 교각은 중실단면에 비하여 부재의 중량이 작고 단면 2차모멘트가 크기 때문에 부재를 효율적으로 사용할 수 있어 최근 건설이 증가하고 있는 추세이다. 지진시 중공사면에 대한 내진설계시 단면특성에 의한 거동특성을 파악하는 것이 중요하다. 그러나 대부분의 연구는 중실단면을 중심으로 수행되었고 중공단면에 대한 연구는 미미한 상태이다. 특히 전단거동에 대한 연구는 전무한 상태이다. 본 연구에서는 RC교각부재의 전단에 의한 거동 특성을 분석하고 중공비, 형상비, 하중재하패턴을 변수로 하여 7기의 축소모델에 대한 실험을 수행하였다. 이를 바탕으로 전단거동에 미치는 영향과 단면의 유효면적에 대한 적절성을 살펴보고 기존의 연구에서 제시된 평가식과 비교하여 중공단면에도 적용이 타당한지 검토하였다. 실험결과 유효면적은 전단면의 80%를 사용하여 평가하는 것이 적절하며 기존의 평가식중 UCB의 평가식이 가장 근접한 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제18권5호
• /
• pp.649-665
• /
• 2020

One of the most important issues in structural systems is evaluation of the margin of safety in low and mid-rise buildings against the progressive collapse mechanism due to the earthquake loads. In this paper, modeling of collapse propagation in structural elements of RC frame buildings is evaluated by tracing down the collapse points in beam and column structural elements, one after another, under earthquake loads and the influence of column removal is investigated on how the collapse expansion in beam and column structural members. For this reason, progressive collapse phenomenon is studied in 3-story and 5-story intermediate moment resisting frame buildings due to the corner and edge column removal in presence of the earthquake loads. In this way, distribution and propagation of the collapse in progressive collapse mechanism is studied, from the first element of the structure to the collapse of a large part of the building with investigating and comparing the results of nonlinear time history analyses (NLTHA) in presence of two-component accelograms proposed by FEMA_P695. Evaluation of the results, including the statistical survey of the number and sequence of the collapsed points in process of the collapse distribution in structural system, show that the progressive collapse distribution are special and similar in low-rise and mid-rise RC buildings due to the simultaneous effects of the column removal and the earthquake loads and various patterns of the progressive collapse distribution are proposed and presented to predict the collapse propagation in structural elements of similar buildings. So, the results of collapse distribution patterns and comparing the values of collapse can be utilized to provide practical methods in codes and guidelines to enhance the structural resistance against the progressive collapse mechanism and eventually, the value of damage can be controlled and minimized in similar buildings.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권6호
• /
• pp.81-91
• /
• 2003

최근 우리나라의 대도시에서는 주거와 상업기능을 동시에 갖는 복합용도의 건축물이 많이 건설되고 있는데, 이러한 건물은 대부분 하부골조에서 연층, 약층 또는 비틀림 비정형을 띠게 된다. 본 논문의 목적은 이러한 건물의 지진응답을 실험을 통해 관찰하는 것으로서 1:12 축소모델의 진동대 실험을 통해 다음과 같은 결론에 이르렀다. 1) 구조물의 불확실성으로 인한 우발비틀림을 예측하는 것은 정적해석에 의한 방법보다 동적해석에 의한 방법이 더 타당하였다. 2) 횡운동과 비틀림운동이 연관되어 있을 때, 전도모멘트는 지진방향 뿐만 아니라 지진방향에 수직인 방향으로도 상당부분 작용하였으며, 일반적인 해석프로그램에서 수행하는 모드해석법으로는 이와 같은 거동을 예측하기에 부적절하였다. 3) 모드형상과 BST 다이아그램을 통해 대상구조물과 같은 건물의 주요 진동모드와 파괴양상을 쉽게 예측할 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제23권1호
• /
• pp.95-105
• /
• 2017

The use of superelastic shape memory alloys (SMAs) as reinforcements in concrete structures is gradually gaining interest among researchers. Because of different mechanical properties of SMAs compared to the regular steel bars, the use of SMAs as reinforcement in the concrete may change the response of structures under seismic loads. In this study, the effect of SMAs as reinforcement in concrete structures is analytically investigated for 3-, 6- and 8-story reinforced concrete (RC) buildings. For each concrete building, three different reinforcement details are considered: (1) steel reinforcement (Steel) only, (2) SMA bar used in the plastic hinge region of the beams and steel bar in other regions (Steel-SMA), and (3), beams fully reinforced with SMA bar (SMA) and steel bar in other regions. For each case, columns are reinforced with steel bar. Incremental Dynamic Analyses (IDA) are performed using ten different ground motion records to determine the seismic performance of Steel, Steel-SMA and SMA RC buildings. Then fragility curves for each type of RC building by using IDA results for IO, LS and CP performance levels are calculated. Results obtained from the analyses indicate that 3-story frames have approximately the same spectral acceleration corresponding with failure of frames, but in the cases of 6 and 8-story frames, the spectral acceleration is higher in frames equipped with steel reinforcements. Furthermore, the probability of fragility in all frames increases by the building height for all performance levels. Finally, economic evaluation of the three systems are compared.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.257-260
• /
• 2008

최근 초고층 건물 건설의 증가로 인해 많이 사용되고 있는 고강도 콘크리트가 화재 시 폭렬 현상으로 인해 내화성 문제가 대두되고 있다. 이에 본 연구는 화재 피해를 입은 폴리프로필렌 섬유(PP섬유) 혼입 고강도 RC 기둥의 비재하 가열 실험을 거친 시험체의 냉각 후 재하 실험을 통해 부재의 성능을 평가하였다. 화해 후 폭렬이 저감된 기둥의 성능 평가는 단면 손실이 없어 외관상 평가가 힘들기 때문에 잔존 내력을 추정하고 설계 단계에서 화해에 의한 성능 저하를 고려할 수 있는 기반을 만드는 것이 중요하다. 이에 범용 유한요소 해석프로그램인 DIANA(Displacement Analyzer)를 사용하여 부재를 해석하였고, 실제와 거동과 유사한 해석을 위해 온도 곡선은 재하 가열 실험의 온도 분표를 이용하여 단면 모델링에 적용하였다. 화재 노출 시간, 콘크리트 압축강도, 단면 치수를 변수로 적용하여 해석으로 도출된 화재 피해를 입은 고강도 RC 기둥의 P-M 상관곡선을 통해 잔존 성능을 평가하여 설계에 이용하도록 제시하였다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제18권6호
• /
• pp.691-707
• /
• 2020

One of the most important issues in structural systems is evaluation of the margin of safety in low and mid-rise buildings against the progressive collapse mechanism due to the earthquake loads. In this paper, modeling of collapse propagation in structural elements of RC frame buildings is evaluated by tracing down the collapse points in beam and column structural elements, one after another, under earthquake loads and the influence of column removal is investigated on how the collapse expansion in beam and column structural members. For this reason, progressive collapse phenomenon is studied in 3-story and 5-story intermediate moment resisting frame buildings due to the corner and edge column removal in presence of the earthquake loads. In this way, distribution and propagation of the collapse in progressive collapse mechanism is studied, from the first element of the structure to the collapse of a large part of the building with investigating and comparing the results of nonlinear time history analyses (NLTHA) in presence of two-component accelograms proposed by FEMA_P695. Evaluation of the results, including the statistical survey of the number and sequence of the collapsed points in process of the collapse distribution in structural system, show that the progressive collapse distribution are special and similar in low-rise and mid-rise RC buildings due to the simultaneous effects of the column removal and the earthquake loads and various patterns of the progressive collapse distribution are proposed and presented to predict the collapse propagation in structural elements of similar buildings. So, the results of collapse distribution patterns and comparing the values of collapse can be utilized to provide practical methods in codes and guidelines to enhance the structural resistance against the progressive collapse mechanism and eventually, the value of damage can be controlled and minimized in similar buildings.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.147-156
• /
• 2012

최근 몇 년간 보-기둥 접합부에 영향을 줄 수 있는 경사기둥을 포함한 비정형 구조 시스템을 가진 초고층 빌딩이 증가하고 있다. 경사기둥-보 접합부에 외력이 작용 시 전단과 휨 모멘트의 분포가 정형화된 보-기둥 접합부와 상이하여 접합부의 파괴모드, 전단강도, 연성능력 및 에너지소산능력이 변화할 가능성이 크다. 이 연구에서는 6개의 철근콘크리트 경사기둥-보 접합부($90^{\circ}$, $67.5^{\circ}$, $45^{\circ}$) 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 실험 결과에 의하면 경사기둥-보 접합부에서 비대칭 파괴가 발생하였으며 수직기둥-보 접합부에 비해서 최대하중과 에너지소산능력이 감소하는 것으로 나타났다. 이것은 경사기둥으로 인해 발생되는 접합부의 상이한 모멘트 분포와 압축력만 받는 수직기둥과 다르게 경사기둥이 압축력뿐 아니라 인장력도 작용하기 때문이다.

• Computers and Concrete
• /
• 제26권4호
• /
• pp.351-365
• /
• 2020

This work presents numerical and experimental analyses of the behavior of reinforced-concrete deep beams with unconventional geometries. The main goal here is to experimentally and numerically study these geometries to find possible new behaviors due to the material nonlinearity of reinforced concrete with complex geometries. Usually, unconventional geometries result from innovative designs; in general, studies of reinforced concrete structures are performed only on conventional members such as beams, columns, and labs. To achieve the goal, four reinforced-concrete deep beams with geometries not addressed in the literature were tested. The models were numerically analyzed with the Adaptive Micro Truss Model (AMTM), which is the proposed method, to address new geometries. This work also studied the main parameters of the constitutive model of concrete based on a statistical analysis of the finite element (FE) results. To estimate the ultimate loads, FE simulations were performed using the Monte Carlo method. Based on the obtained ultimate loads, a probabilistic distribution was created, and the final ultimate loads were computed.