• 한국지진공학회논문집
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• 제9권1호통권41호
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• pp.43-50
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• 2005

도로교의 내진설계기준이 국내에 도입되어 적용된 것은 10여년에 불과하므로 아직 많은 교량에 내진성능 보강이 필요하다. 본 논문에서는 받침이 노후된 교량의 내진성능 보강방법으로서 적층고무받침으로 교체하는 방법의 타당성에 관하여 논하였다. 이를 위하여 내진상세가 없는 실물크기 RC교각 시험체를 제작하고 POT받침, 적층고무받침(RB), 납-적층고무받침(LRB)를 각각 설치하였다. 유사동적 실험을 통하여 이들 시험체의 지진시 거동을 모사하고 성능을 비교하였다. 실험결과로부터 제안된 내진보강기법의 타당성을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.167-184
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• 2023

In this study, a new recentering friction device (RFD) to retrofit steel moment frame structures is introduced. The device provides both self-centering and energy dissipation capabilities for the retrofitted structure. A hybrid performance-based seismic design procedure considering multiple limit states is proposed for designing the device and the retrofitted structure. The design of the RFD is achieved by modifying the conventional performance-based seismic design (PBSD) procedure using computational intelligence techniques, namely, genetic algorithm (GA) and artificial neural network (ANN). Numerous nonlinear time-history response analyses (NLTHAs) are conducted on multi-degree of freedom (MDOF) and single-degree of freedom (SDOF) systems to train and validate the ANN to achieve high prediction accuracy. The proposed procedure and the new RFD are assessed using 2D and 3D models globally and locally. Globally, the effectiveness of the proposed device is assessed by conducting NLTHAs to check the maximum inter-story drift ratio (MIDR). Seismic fragilities of the retrofitted models are investigated by constructing fragility curves of the models for different limit states. After that, seismic life cycle cost (LCC) is estimated for the models with and without the retrofit. Locally, the stress concentration at the contact point of the RFD and the existing steel frame is checked being within acceptable limits using finite element modeling (FEM). The RFD showed its effectiveness in minimizing MIDR and eliminating residual drift for low to mid-rise steel frames models tested. GA and ANN proved to be crucial integrated parts in the modified PBSD to achieve the required seismic performance at different limit states with reasonable computational cost. ANN showed a very high prediction accuracy for transformation between MDOF and SDOF systems. Also, the proposed retrofit showed its efficiency in enhancing the seismic fragility and reducing the LCC significantly compared to the un-retrofitted models.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.34-41
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• 2020

최근 국내에서는 지진의 발생 빈도와 규모가 증가하고 있다. 이러한 상황속에서 대표적인 도로 구조물인 교량의 지진피해는 많은 인명피해로 직결될 수 있다. 따라서, 사전에 구조물의 지진취약도를 분석하여 피해를 대비하는 것이 필요하다. 특히 국내의 교량은 공용년수 30년 이상의 노후 교량이 증가하고 있어, 교량의 노후화와 보수보강을 고려한 지진해석과 취약도 분석 연구가 필요하다. 본 연구에서는 PSC 교량에 대해 노후화와 FRP 보강효과를 고려하여 비선형 정적 및 동적해석을 수행하였다. 노후화 및 FRP 보강은 지진응답에 지배적인 영향을 주는 교각에 적용하였다. 최대 변위는 노후도에 의해 증가되었지만, FRP 보강에 의한 교량의 변위를 감소시킬 수 있었다. 지진해석과 함께 교각의 성능점과 동적거동을 복합적으로 평가할 수 있는 지진취약도 해석을 수행하여 노후화 및 FRP 보강에 대한 효과를 분석하였다. FRP 보강 교량의 지진취약도는 노후 교량에 비해 모든 손상단계에서 감소하였으며, PGA와 손상손상수준이 높아질수록 감소정도가 뚜렷하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.77-86
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• 2004

본 연구에서는 교량의 내진보강방안을 합리적으로 결정하기 위하여 기존교량 및 보강된 교량의 지진하중에 대한 손상가능성을 이용하여 보강에 따른 내진성능 향상효과를 분석하였다. 교량의 내진보강에 따른 효과는 기존교량 및 보강된 교량에 대해 평가된 보강우선순위의 변화를 통하여 분석하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 선행적으로 교량의 사용수명동안에 발생가능한 지진하중에 의한 지진취약부위의 손상확률과 손상으로 인해 예상되는 총 손실비용에 근거한 지진취약부위별 가중치를 이용하여 교량별 내진보강 우선순위를 결정할 수 있는 평가기법을 제안하였다. 제안된 평가기법의 타당성을 검증하기 위하여 다른 형식을 갖는 4개의 PSC 거더교를 대상으로 내진보강 우선순위를 평가하였다. 또한 각 지진취약부위별로 내진 보강된 교량에 대해 재평가된 순위지수를 기존교량에 대해 평가된 결과와 비교함으로써 각 교량별로 적용된 보강기법의 적합성을 검토하였다. 기존교량 및 보강된 교량에 대한 모의분석결과로부터 적용된 보강방안에 따라 해당취약부위의 손상가능성은 상당히 감소될 수 있으나 반면에 인접한 지진취약부위의 손상가능성은 증가되는 경향을 보이는 것으로 나타났다. 그러므로 기존교량에 대한 합리적인 보강방안을 결정하기 위해서는 내진보강에 따른 교량의 전체적인 거동특성변화에 따른 보강효과분석이 필수적으로 요구되며, 이는 본 연구에서 제안한 내진보강 우선순위 평가기법에 따라 기존교량 및 보강된 교량의 보강우선순위를 평가, 비교함으로써 효과적으로 수행될 수 있는 것으로 분석되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제28권6호
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• pp.719-734
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• 2018

Prior to the introduction of modern seismic guidelines, it was a common practice to provide straight bar anchorage for beam bottom reinforcement of gravity load designed building. Exterior joints with straight bar anchorages for beam bottom reinforcements are susceptible to sudden anchorage failure under load reversals and hence require systematic seismic upgradation. Hence in the present study, an attempt is made to upgrade exterior beam-column sub-assemblage of a three storied gravity load designed (GLD) building with single steel haunch. Analytical formulations are presented for evaluating the haunch forces in single steel haunch retrofit. Influence of parameters that affect the efficacy and effectiveness of the single haunch retrofit are also discussed. The effectiveness of the single haunch retrofit for enhancing seismic performance of GLD beam-column specimen is evaluated through experimental investigation under reverse cyclic loading. The single steel haunch retrofit had succeeded in preventing the anchorage failure of beam bottom bars of GLD specimen, delaying the joint shear damage and partially directing the damage towards the beam. A remarkable improvement in the load carrying capacity of the upgraded GLD beam-column sub-assemblage is observed. Further, a tremendous improvement in the energy dissipation of about 2.63 times that of GLD specimen is observed in the case of upgraded GLD specimen. The study also underlines the efficacy of single steel haunch retrofit for seismic upgradation of deficient GLD structures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.10-18
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• 2022

국내 발생 지진파형을 분석하여 중진지역 특성을 고려하고 내진설계기준에 부합하는 한국형 인공지진파를 생성하였으며, 획일적이고 미관을 손상시키는 일본식 내진보강 공법을 지양하고 한국형 중진지역의 특징을 반영하여 지진의 빈도가 적고 강도가 비교적 강하지 않은 국내 실정에 적합한 학교 건물의 내진보강 공법을 개발하였다. 이를 바탕으로 현재 과다 설계되어 있는 학교 내진보강 시설물을 중진지역 특성에 맞게 최적화하여 내진 안전성 평가를 수행하였으며, 기존 학교건물의 내진성능평가에 비해 미적인 요소를 고려하고 효율성 있는 구조기법을 적용한 합리적 보강 기법을 제안하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권1호
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• pp.93-101
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• 2024

This paper presents an experimental and analytical study on a steel slit damper designed as an energy dissipative device for earthquake protection of structures considering soil-structure interaction. The steel slit damper is made of a steel plate with a number of slits cut out of it. The slit damper has an advantage as a seismic energy dissipation device in that the stiffness and the yield force of the damper can be easily controlled by changing the number and size of the vertical strips. Cyclic loading tests of the slit damper are carried out to verify its energy dissipation capability, and an analytical model is developed validated based on the test results. The seismic performance of a case study building is then assessed using nonlinear dynamic analysis with and without soil-structure interaction. The soil-structure system turns out to show larger seismic responses and thus seismic retrofit is required to satisfy a predefined performance limit state. The developed slit dampers are employed as a seismic energy dissipation device for retrofitting the case study structure taking into account the soil-structure interaction. The seismic performance evaluation of the model structure shows that the device works stably and dissipates significant amount of seismic energy during earthquake excitations, and is effective in lowering the seismic response of structures standing on soft soil.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.491-497
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• 2007

본 연구에서는, FRP 피복 보강에 의한 철근콘크리트 구조물의 변위-기반 내진성능설계 기법을 제시하였다. FRP 피복 콘크리트 부재에 대한 비선형 휨 해석을 위한 정밀 예측을 위하여 콘크리트 및 FRP 복합재료의 다축 구성관계를 고려한 해석 모델을 제시하였다. FRP 피복 보강에 의한 내진성능설계를 위하여 기존 철근콘크리트 구조물에 적용하던 변위계수법에 의한 방법을 개선하여 성능 개선 부재의 FRP 보강 두께 결정을 위한 알고리즘을 제시하였다. 대상부재의 성능 개선 설계 적용을 통하여, 본 연구에서 제시된 방법은 성능 개선 설계에 적용하는데 쉽고 용이할 뿐만 아니라 성능 개선된 부재에 대한 비선형 지진 성능 거동을 추정하는데도 실용적인 것으로 평가된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.427-439
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• 2003

A previous study evaluated the seismic response of typical multi-span simply supported (MSSS) and multi-span continuous (MSC) steel-girder bridges in the central and southeastern United States. The results showed that the bridges were vulnerable to damage resulting from impact between decks, and large ductility demands on nonductile columns. Furthermore, fixed and expansion bearings were likely to fail during strong ground motion. In this paper, several retrofit measures to improve the seismic performance of typical multi-span simply supported and multi-span continuous steel girder bridges are evaluated, including the use of elastomeric bearings, lead-rubber bearings, and restrainer cables. It is determined that lead-rubber bearings are the most effective retrofit measure for reducing the seismic vulnerability of typical bridges. While isolation provided by elastomeric bearings limits the forces into the columns, the added flexibility results in pounding between decks in the MSSS steel-girder bridge. Restrainer cables, which are becoming a common retrofit measure, are only moderately effective in reducing the seismic vulnerability of MSSS and MSC steel girder bridges.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.69-77
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• 2013

This study is the research appling the representative Displacement-Based Design which is the basic concept of Direct Displacement Based Design proposed by Chopra and Goel to original Reinforced Concrete moment frame and determining the thickness of retrofit Steel Jacket about the Maximum design ground acceleration, and developing the more improved Algorithm as well as program by the Retrofit Design method and Nonlinear analysis by the Performance design method before and after reinforcement appling the determined retrofit thickness. It also shows the result of the seismic performance improvement which is the ratio of seismic performance appreciation result yield displacement 19%, yield strength ratio 24%, displace ductility ratio the maximum 27% comparing Multi degree of freedom, column member of Reinforced Concrete with the performance improvement column member considering the thickness of the determined Steel Jacket. The developed Algorithm and program are easy to apply seismic design and application to the original Reinforced Concrete building, at the same time, it applicate to display well the design result of Target displacement performance level about nonlinear behavior.