• Earthquakes and Structures
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• 제16권2호
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• pp.185-196
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• 2019

One of the shortcomings of seismic bridge design codes is the lack of clarity in defining the role of different seismic isolation systems with linear or nonlinear behavior in terms of R-factor. For example, based on AASHTO guide specifications for seismic isolation design, R-factor for all substructure elements of isolated bridges should be half of those expressed in the AASHTO standard specifications for highway bridges (i.e., R=3 for single columns and R=5 for multiple column bent) but not less than 1.50. However, no distinction is made between two commonly used types of seismic isolation devices, i.e., elastomeric rubber bearing (ERB) with linear behavior, and lead rubber bearing (LRB) with nonlinear behavior. In this paper, five existing bridges located in Iran with two types of deck-pier connection including ERB and LRB isolators, and two bridge models with monolithic deck-pier connection are developed and their R-factor values are assessed based on the Uang's method. The average R-factors for the bridges with ERB isolators are calculated as 3.89 and 4.91 in the longitudinal and transverse directions, respectively, which are not in consonance with the AASHTO guide specifications for seismic isolation design (i.e., R=3/2=1.5 for the longitudinal direction and R=5/2=2.5 for the transverse direction). This is a clear indicator that the code-prescribed R-factors are conservative for typical bridges with ERB isolators. Also for the bridges with LRB isolators, the average computed R-factors equal 1.652 and 2.232 in the longitudinal and transverse directions, respectively, which are in a good agreement with the code-specified R-factor values. Moreover, in the bridges with monolithic deck-pier connection, the average R-factor in the longitudinal direction is obtained as 2.92 which is close to the specified R-factor in the bridge design codes (i.e., 3), and in the transverse direction is obtained as 2.41 which is about half of the corresponding R-factor value in the specifications (i.e., 5).

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.544-552
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• 2001

우리나라의 지진위험도는 중 .약진 지역으로 분류될 수 있으며, 최근 자주 발생하지는 않지만 큰 지진(예를들면 판내부 지진)에 대하여 구조물이 저항성능을 가져야 한다는 것을 고려한다면 벽체의 성능평가는 중요하다고 할 수 있다. 본 논문의 내용은 내력벽 시스템 아파트 건물의 벽체에 대한 반응수정계수의 평가에 관한 것이다. 이를 위하여 반응수정계수에 관련한 기존 연구를 조사하여 반응수정계수의 구성요소를 분석하였다. 또한, 국내 내진기준에서 반응수정계수, 동적계수 산정의 문제점을 ATC와 UBC 기준들의 밑면전단력의 크기와 비교하여 나타내었다. 그리고, 아파트 벽체 및 전단벽에 대한 기존의 국내 .외 실험연구를 활용하여 그 구조성능을 평가하였으며, 이러한 연구내용의 결과를 기초로 허용응력도 설계용 지진하중을 규정하는 국내 내진규정의 내력벽 시스템에 대한 반응수정계수를 제안한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권1호
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• pp.59-74
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• 2022

This study introduces a general reliability-based, performance-based design framework to design frames regarding their uncertainties and user-defined design goals. The Iterative-R method extracted from the main framework can designate a proper R (i.e., response modification factor) satisfying the design goal regarding target reliability index and pre-defined probability of collapse. The proposed methodology is based on FEMA P-695 and can be used for all systems that FEMA P-695 applies. To exemplify the method, multiple three-dimensional, four-story steel special moment-resisting frames are considered. Closed-form relationships are fitted between frames' responses and the modeling parameters. Those fits are used to construct limit state functions to apply reliability analysis methods for design safety assessment and the selection of proper R. The frameworks' unique feature is to consider arbitrarily defined probability density functions of frames' modeling parameters with an insignificant analysis burden. This characteristic enables the alteration in those parameters' distributions to meet the design goal. Furthermore, with sensitivity analysis, the most impactful parameters are identifiable for possible improvements to meet the design goal. In the studied examples, it is revealed that a proper R for frames with different levels of uncertainties could be significantly different from suggested values in design codes, alarming the importance of considering the stochastic behavior of elements' nonlinear behavior.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.1-9
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• 2013

철골구조에서 지진력 저항시스템으로 많이 사용되고 있는 가새골조시스템은 중심가새골조(Concentrically Braced Frames, CBF)와 편심가새골조(Eccentrically Braced Frames, EBF)로 구분하여 KBC2009 건축구조기준에서는 서로 다른 반응수정계수를 적용하여 설계하도록 되어있다. 현행 내진설계기준에서 편심가새골조에 대하여 링크 타단 접합부의 종류에 따라 모멘트 저항접합일 경우 반응수정계수는 R=8, 비모멘트 저항접합일 경우 반응수정계수 R=7로 적용하여 설계하도록 규정하고 있을 뿐 편심길이의 영향을 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 편심가새골조 중에서 역V형가새골조를 대상으로 비탄성 거동을 파악한 다음 편심길이에 따른 반응수정계수를 산정하여 내진설계 기준에서 제시한 값과 비교한 결과 편심가새골조에 대하여 동일한 반응수정계수를 적용하는 것은 적절하지 않음을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.13-22
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• 2004

연성 계수는 반응수정계수(R)의 핵심구성요소로서 내진설계에서 중요한 역할을 하는 계수이다. 본 연구에서의 연성계수()는 단자유도 구조물의 연성계수()에 다자유도 보정계수()를 곱하여 평가하였다. 단자유도 시스템의 연성계수는 지진하중을 받는 단자유도 구조물의 변위 연성요구도와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 다자유도 시스템의 영향을 고려하기 위한 다자유도 보정계수()는 기존의 연구에 근거하여 제시하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수, 골조시스템(외곽골조, 분배골조), 붕괴 메카니즘(강-기둥 약-보, 약-기둥 강-보), 토질조건 및 지진구역을 변수로 하여 총 108개의 예제 구조물을 설계하였다. 구조물의 층수, 붕괴 메카니즘 및 토질조건은 연성계수에 큰 영향을 미치는 반면, 골조 시스템 및 지진구역은 연성계수에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.39-48
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• 2003

반응수정계수의 핵심구성요소인 연성계수에 대하여 통계적 분석을 수행하였다. 연성계수의 체계적인 산정을 위하여 총 1,860개의 지진기록을 수집하였다. 수집된 지진기록을 지반 전단파의 평균속도에 따라 4가지로 분류하고, 탄소성 이력거동을 가지는 단자유도 구조물에 대하여 비탄성 스펙트럼을 작성하였다. 작성된 비탄성 스펙트럼으로부터 연성계수를 구하고, 변위연성비, 토질조건, 규모 및 진앙거리가 연성계수에 미지는 영향을 분석하였다. 토질 조건별로 평균연성계수를 구하고, 산정된 연성계수의 산포도를 검토하기 위하여 변동계수를 산정하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.793-805
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• 2004

본 연구에서는 철골 연성 모멘트 골조에 대하여 반응수정계수(R)의 핵심 구성요소인 연성계수 및 강도계수를 평가하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 연성계수($R_{{\mu},MDOF}$) 는 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)에 다자유도 보정계수($R_M$)를 곱하여 산정하였다. 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)는 지진하중을 받는 탄소성 단자유도(SDOF) 구조물의 목표 변위 연성비와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 통계적 연구와 회귀분석으로부터 연성계수를 산정하기 위한 평가식이 제시되었다. 다자유도의 영향을 고려하기 위한 보정계수($R_M$)는 기존의 연구결과로보터 회귀분석을 이용하여 구하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 강도계수는 비선형 정적해석으로부터 산정하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성 계수 및 강도계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수(4, 8 및 16층), 지진구역계수(Z=0.075, 0.2 및 0.4), 골조 시스템(외곽골조 및 분배골조) 및 붕괴 메카니즘(강기둥-약보 및 약기둥-강보)을 설계 매개변수로 하여 총 36개의 예제구조물을 설계하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수 및 강도계수에 이러한 설계 매개변수가 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.715-723
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• 2007

본 연구에서는 중/저층의 철골모멘트골조를 대상으로 합리적이고 실용적인 변위기반 내진설계절차를 제시하였다. 현행의 내진설계에서는 구조시스템 종별에 따라 경험적이고 획일적으로 규정된 반응수정계수를 토대로 설계가 수행되므로, 접합부가 보유한 회전능력의 적정성 여부를 검증하기가 어렵다. 본 논문에서는 실험적으로 입증된 철골모멘트골조 접합부의 가용 소성회전능력을 주요설계변수로 직접 사용하는 새로운 설계법을 제시하였다. 이 설계방안의 정립을 위해, 우선 지금까지 불분명한 관계로 남아있던 접합부의 가용 소성회전능력과 반응수정계수 사이의 관계를 합리적이고 정량적으로 정의하는 방안을 제시하였다. 이를 토대로 변위에 기반한 단계별 내진설계절차를 제시하고 비선형동적해석에 의해 방안의 타당성을 입증하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제20권3호
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• pp.279-293
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• 2021

Most of the existing seismic codes for RC buildings consider only a scenario earthquake for analysis, often characterized by the response spectrum at the specified location. However, any real earthquake event often involves occurrences of multiple earthquakes within a few hours or days, possessing similar or even higher energy than the first earthquake. This critically impairs the rehabilitation measures thereby resulting in the accumulation of structural damages for subsequent earthquakes after the first earthquake. Also, the existing seismic provisions account for the non-linear response of an RC building frame implicitly by specifying a constant response modification factor (R) in a linear elastic design. However, the 'R' specified does not address the changes in structural configurations of RC moment-resisting frames (RC MRFs) viz., building height, number of bays present, bay width, irregularities arising out of mass and stiffness changes, etc. resulting in changed dynamic characteristics of the structural system. Hence, there is an imperative need to assess the seismic performance under sequential earthquake ground motions, considering the adequacy of code-specified 'R' in the representation of dynamic characteristics of RC buildings. Therefore, the present research is focused on the evaluation of the non-linear response of medium-rise 3D RC MRFs with and without vertical irregularities under bi-directional sequential earthquake ground motions using non-linear dynamic analysis. It is evident from the results that collapse probability increases, and 'R' reduces significantly for various RC MRFs subjected to sequential earthquakes, pronouncing the vulnerability and inadequacy of estimation of design base shear by code-specified 'R' under sequential earthquakes.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.37-43
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• 2014

In current seismic design code, steel moment frames are classified into ordinary, intermediate, and special moment frames. In the case of special moment frames which have large R-factor, economic design is possible by reducing the design lateral force. However, there is difficulty for practical application due to constraints such as strong column-weak beam requirement. This study evaluated if steel intermediate moment frame could maintain enough seismic capacity when the R-factor is increased from 4.5 to 6. As for the analytical models, steel moment frames of 3 and 5 stories were categorized into four performance groups according to seismic design category. Seismic performances of the frames were evaluated through the procedure based on FEMA P695. FEMA P695 utilizes nonlinear static analysis(pushover analysis) and nonlinear dynamic analysis(incremental dynamic analysis, IDA). In order to reflect the characteristics of Korean steel moment frames on the analytical model, the beam-column connection was modeled as weak panel zone where the collapse of panel zone was indirectly considered by checking its ultimate rotational angle after an analysis is done. The analysis result showed that the performance criteria required by FEMA P695 was satisfied when R-factor increased in all the soil conditions except $S_E$.