• Computers and Concrete
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• 제30권5호
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• pp.357-367
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• 2022

In this paper, we propose an efficient control method that can be transformed into a general building control problem for building structure control using these reliability criteria. To facilitate the calculation of controller H∞, an efficient solution method based on Linear Matrix Inequality (LMI) is introduced, namely H∞-based LMI control. In addition, a self-tuning predictive grey fuzzy controller is proposed to solve the problem caused by wrong parameter selection to eliminates the effect of dynamic coupling between degrees of freedom (DOF) in Self-Tuning Fuzzy Controllers. We prove stability using Lyapunov's stability theorem. To check the applicability of the proposed method, the proposed controller is applied and the control characteristics are determined. The simulation assumes system uncertainty in the controller design and emphasizes the use of acceleration feedback as a practical consideration. Simulation results show that the performance of the proposed controller is impressive, stable, and consistent with the performance of LMI-based methods. Therefore, an effective control method is suitable for seismic reinforcement of civil buildings.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.4294-4301
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• 2012

본 연구는 내진설계 되지 않은 학교시설물 중 다수를 차지하는 1980년도 표준설계 도면(건설부 공고 제130호, 1980년 10월 28일)에 의하여 건설된 국내에 현존하는 4층 모멘트 연성골조의 학교건물을 대상으로 이력모델의 특성과 지진파의 특성에 따라 표준학교건물의 비탄성지진거동을 분석하고자 한다. El-centro지진은 주파수 성분과 강진지속시간의 특성에 의하여 표준학교건물의 단변방향 층전단력, 층간변위비, 층변위 응답에 매우 큰 영향을 미치며 특히 수정다케다모델 선택시 응답의 차이가 매우 크게 나타남을 알 수 있다. 층전단력의 경우 최대 46%, 층간변위비의 경우 최대 70%, 층변위의 경우 최대 59%의 편차를 보인다. Santa Monica지진은 장변방향의 응답에서 이력모델별 편차가 더 크게 나타났으며, 층전단력은 최대 59%, 층간변위비는 최대 65%, 층변위는 최대 50%의 편차를 보였다. 이는 장변방향의 고유주기가 단변방향에 비하여 크기 때문에 1초이상의 주기성분이 많은 Santa Monica지진의 특성에 의한 것으로 판단된다. Taft지진은 이력모델에 따른 층간변위비와 층변위 응답의 편차가 가장 적은 것으로 나타났으며, 층간변위비는 최대 15%, 층변위는 최대 5%의 편차를 보여 변위응답에 있어서 이력모델에 가장 의존도가 적은 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단 된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.503-511
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• 2001

건물의 내진성을 향상시키는 방법으로 전단벽과 가새 등의 내진요소가 사용된다. 대부분 철근콘크리트 건물에서는 철근콘크리트 전단벽이 철골건물에서는 철골가새가 내진요소로 사용이 되고 있다. 그러나 철근콘크리트 전단벽은 시공이 어렵고 원하는 소성 영역에서 연성(ductility)과 에너지 흡수능력을 만족시키기 어렵다. 강도와 강성이 매우 높고 연성이 우수하며, 자중이 작아서 전단벽의 재료로서 적합하다고 판단된다. 안정적인 거동을 하도록 박강판의 양면에 리브판을 보강하는 방법을 채택하였다. 실험은 강판벽의 폭높이비(D/H) 리브보강형태, 재하이력 등을 변수로 하여 수행하였다. 실험결과로 부터 강판벽의 제반 복원력특성을 분석 고찰하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권5호
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• pp.386-392
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• 2008

최근 국내에서도 일정 규모이상의 구조물과 건축물에 대한 내진설계가 필수적으로 되어 가고 있지만, 연구자료의 부족으로 외국문헌에서 인용 또는 참고하고 있어 실제 측정한 자료와 비교하는 것이 일반적이다. 그러나 외국문헌의 값은 우리나라의 지질특성과는 상당한 차이를 보이기 때문에 우리나라 화강암지대의 암질별 탄성파속도($V_p,\;V_s$)의 특성 및 동적특성치($E_d,\;G_d\;K_d$)와의 상관관계를 규명하여 국내 지질특성에 적합한 동적특성치의 특성을 제시하고자 한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권4호
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• pp.889-913
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• 2015

Structural vibration characteristics of a semi-active base-isolated building were investigated using seismic observation records including those of the 2011 Great East Japan earthquake (Tohoku earthquake). Three different types of analyses were conducted. First, we investigated the long-term changes in the natural frequencies and damping factors by using an ARX model and confirmed that the natural frequency of the superstructure decreased slightly after the main shock of the Tohoku earthquake. Second, we investigated short-term changes in the natural frequencies and damping factors during the main shock by using the N4SID method and observed different transition characteristics between the first and second modes. In the second mode, in which the superstructure response is most significant, the natural frequency changed depending on the response amplitude. In addition, at the beginning of the ground motion, the identified first natural frequency was high possibly as a result of sliding friction. Third, we compared the natural frequencies and damping factors between the conditions of a properly functional semi-active control system and a nonfunctional system, by using the records of the aftershocks of the Tohoku earthquake. However, we could not detect major differences because the response was probably influenced by sliding friction, which had a more significant effect on damping characteristics than did the semi-active dampers.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.419-429
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• 2019

시험발파를 통해 제주 남부지역(현무암과 클링커 층상구조 지반)의 지반진동 특성을 분석하였다. 지반진동의 주요 성분을 파악하고 지반진동추정식을 도출함으로써 제주 남부지역의 지반진동의 전파 특성을 국내 설계지침과 비교하였다. 층상구조 지반에서의 지반진동은 근거리에서는 진동의 크기가 작으나 원거리로 갈수록 지반진동의 감쇠가 적어 진동에너지를 멀리까지 전달하는 것으로 나타났다. 그리고 주파수는 저주파수 대역으로 확인되었다. 이는 공극이 큰 클링커층이 고주파의 발파에너지 탄성파를 파형의 주기가 긴 저주파 형태로 바꿔 전달하기 때문으로 판단된다. 또한, 기반암이 다른 지역과의 지반진동을 비교하여 설계지침의 한계를 확인함으로써, 지역 특성이 반영된 설계 지반진동추정식 개발의 필요성을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권5호
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• pp.511-525
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• 2024

Micropiled raft has been used to support the existing and new structures or to provide the seismic reinforcement of foundation systems. Recently, research on micropile or micropiled raft has been actively conducted as the usage of micropile has increased, and the reinforcement effect of pile for the raft, the pile installation methods, and methods for calculating the bearing capacity of micropiled raft have been proposed. In addition, existing research results show that the behavior of this foundation system is different depending on the pile conditions and can be greatly influenced by the characteristics of the upper or lower ground depending on the conditions of pile. In other words, considering that the micropile is a friction pile, it can be predicted that the reinforcing effect of micropile for the raft and the bearing capacity of micropiled raft may depend on the cohesion of upper soil layer depending on the pile conditions. However, existing studies have limitations in that they were conducted without taking this into account. However, existing studies have limitations as they have been conducted without considering these characteristics. Accordingly, this study investigated the reinforcing effect of micropile and the bearing characteristics of micropiled raft by varying the cohesion of upper soil layer and the stiffness of pile which affect the behavior of micropiled raft. In this results, the reinforcing effect of micropile on the raft also increased as the cohesion of soil layer increased, but the reinforcing effect of pile was more effective in ground conditions with decreased the cohesion. In addition, the relationship between the axial stiffness of micropile and the bearing capacity of micropiled raft was found to be a logarithmic linear relationship. It was found that the reinforcing effect of micropile can increase the bearing capacity of raft by 1.33~ 3.72 times depending on the cohesion of soil layer and the rigidity of pile.

• 한국지진공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.253-266
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• 2020

The extended slip-weakening model was investigated by using a compiled set of source-spectrum-related parameters, i.e. seismic moment M_o, S-wave velocity V_s, corner-frequency f_c, and source-controlled high-cut frequency fmax, for 113 shallow crustal earthquakes (focal depth less than 25 km, M_W 3.0~7.5) that occurred in Japan from 1987 to 2016. The investigation was focused on the characteristics of stress drop, radiation energy-to-seismic moment ratio, radiation efficiency, and fracture energy release rate, G_c. The scaling relationships of those source parameters were also investigated and compared with those in previous studies, which were based on generally used singular models with the dimensionless numbers corresponding to f_c given by Brune and Madariaga. The results showed that the stress drop from the singular model with Madariaga's dimensionless number was equivalent to the breakdown stress drop, as well as Brune's effective stress, rather than to static stress drop as has been usually assumed. The scale dependence of stress drop showed a different tendency in accordance with the size category of the earthquakes, which may be divided into small-moderate earthquakes and moderate-large earthquakes by comparing to M_o = 10¹⁷~10¹⁸ Nm. The scale dependence was quite similar to that shown by Kanamori and Rivera. The scale dependence was not because of a poor dynamic range of recorded signals or missing data as asserted by Ide and Beroza, but rather it was because of the scale dependent V_r-induced local similarity of spectrum as shown in a previous study by the authors. The energy release rate G_c with respect to breakdown distance D_c from the extended slip-weakening model coincided with that given by Ellsworth and Beroza in a study on the rupture nucleation phase; and the empirical relationship given by Abercrombie and Rice can represent the results from the extended slip-weakening model, the results from laboratory stick-slip experiments by Ohnaka, and the results given by Ellsworth and Beroza simultaneously. Also the energy flux into the breakdown zone was well correlated with the breakdown stress drop, ${\tilde{e}}$ and peak slip velocity of the fault faces. Consequently, the investigation results indicate the appropriateness of the extended slip-weakening model.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.67-80
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• 2014

동시베리아 지역에 분포하는 영구 동토층의 두께는 평균적으로 200~500m이며, 기온에 따라 지반물성이 변화하는 계절동토층이 지역에 따라 지표면에서 약 0~4m까지 형성되어 있다. 계절 동토의 전단파 속도는 흙의 종류에 따라 여름에는 약 80m/s에서 겨울철 동결상태에서는 약 1500m/s까지 크게 변이한다. 융해시 계절 동토층과 하부의 영구 동토층 사이의 전단파 속도 차이 때문에 매우 큰 임피던스가 발생하고 이로 인해 지진파가 증폭될 수 있다. 특히, 경계면에서 큰 변위가 발생할 수 있으므로 내진설계 시 이의 영향을 고려해야 한다. 본 연구에서는 계절 동토층의 두께와 전단파 속도 변화에 따른 영향이 지반 증폭특성 및 지반변형에 미치는 영향을 규명하기 위하여 1차원 등가정적 지반응답해석을 수행하였다. 동시베리아의 Yakutsk와 Chara 지역에 대한 지질보고서를 바탕으로 지반주상도를 선정하였으며 입력지진파의 영향을 증명하기 위해 총 20개의 계측지진파를 사용하였다. 계절 동토층의 두께가 증가할수록 증폭현상이 크게 발생하였으며, 계절동토층과 영구 동토층 사이의 전단파 속도 차이가 클수록 증폭계수가 증가하는 것으로 나타났다. 특히 동시베리아 지역에 넓게 분포되어 있는 유기질토인 토탄은 증폭에 큰 영향을 미치므로 설계시 이를 반드시 고려해야 할 것으로 판단된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.227-234
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• 2010

최근 발생한 30여개의 중규모 지진으로부터 관측된 지반진동 파형을 이용하여 수작 응답스펙트럼을 분석하고 결과를 국내 원자력 관련 구조물의 내진설계 기준과 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준과 각각 비교하였다. 연구에 이용된 지반진동 개수는 수직성분 각각 176 개이며 주파수별 지반응답을 구하고 최대 지반 가속도 값을 이용하여 정규화 분석을 수행하였다. 연구결과에 의하면 진앙거리 의존성이 대단히 큼을 보여주었다. 또한 국내 원자력시설물의 내진기준으로 이용되고 있는 Reg. Guide 1.60과 비교한 결과 특히 약 5~7 Hz 이상의 고주파수 영역에서 Reg. Guide 1.60 보다 높은 값을 보여 주었다. 또한 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준인 표준 설계응답스펙트럼을 3개 지반조건에 적용한 결과를 분석 자료와 동시에 비교한 결과 약 0.2초(5 Hz) 이하의 단주기 영역의 전체 대역(SD 지반조건)에서 수직 성분 자료처리 결과가 기준을 크게 초과하는 현상을 보여 주었다. 물론 이러한 현상은 국내 지각의 주파수별 감쇠 및 부지 직하부의 감쇠 특성 등과 복합적으로 관련되어 발생한 현상으로 판단된다. 향후 국내 지진활동 실정에 적합한 내진설계 기준 마련을 위해 관측자료의 질적 향상 및 양적인 축적 등을 통하여 특히 수직 성분의 약 5 Hz 이상의 고주파수 대역에서 응답스펙트럼 기준의 보수성을 심각하게 고려할 필요가 있다.