• Computers and Concrete
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• 제32권3호
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• pp.313-326
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• 2023

The seismic safety of the shear wall structure can be assessed through seismic fragility analysis, which requires high computational costs in estimating seismic demands. Accordingly, machine learning methods have been applied to such fragility analyses in recent years to reduce the numerical analysis cost, but it still remains a challenging task. Therefore, this study uses the ensemble machine learning method to present an improved framework for developing a more accurate seismic demand model than the existing ones. To this end, a rank-based selection method that enables determining an excellent model among several single machine learning models is presented. In addition, an index that can evaluate the degree of overfitting/underfitting of each model for the selection of an excellent single model is suggested. Furthermore, based on the selected single machine learning model, we propose a method to derive a more accurate ensemble model based on the bagging method. As a result, the seismic demand model for which the proposed framework is applied shows about 3-17% better prediction performance than the existing single machine learning models. Finally, the seismic fragility obtained from the proposed framework shows better accuracy than the existing fragility methods.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.173-184
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• 2023

강진에 대한 다양한 비선형 거동을 하는 부재요소들로 이루어진 교량시스템의 현재까지의 일반적인 지진취약도 평가방법은 부재-수준에서 평가하는 것이다. 본 연구의 목적 부재-수준의 지진취약도 평가결과로부터 구조시스템을 대표하는 시스템-수준의 지진취약도 평가방법을 개발하는 것이다. 교량의 지진 거동을 일반적으로 교축방향과 교축직각방향으로 구분하기 때문에 본 연구에서도 시스템-수준 지진취약도를 두 방향에 대하여 구분해 평가하였다. 길이 방향에 대한 부재-수준의 지진취약도평가는 교각, 교량받침, 충돌, 교대, 낙교에 대하여 수행하였다. 교축직각 방향에 대해서는 충돌, 교대, 낙교의 손상이 영향을 주지 않으므로 부재-수준의 지진취약도평가는 교각과 교량받침에 대하여만 수행하였다. 다양한 구조부재의 비선형모델을 이용한 지진해석은 OpenSEES 프로그램을 사용하여 수행하였다. 시스템-수준의 지진취약도는 부재-수준 사이의 손상이 직렬연결이라고 가정하고 평가하였다. 교각의 손상이 다른 부재-수준의 손상보다 시스템-수준의 지진취약도에 지배적인 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 다시 말하면 가장 취약한 부재-수준의 지진취약도가 시스템-수준의 지진취약도에 가장 지배적인 영향을 주는 것을 의미한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.31-43
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• 2004

지진취약도 분석을 통하여 교량의 지진 위험도를 평가하였다. 지진취약도 분석에서는 교각 하부의 소성힌지의 거동을 주요 손상인자로 분석하였으며, 또한 한반도 지진재해지도를 근거로 하여 지진발생확률을 산정한 후 이들을 이용하여 교량의 성능단계에 따른 손상발생확률을 분석하였다. 이 연구에서는 교각에 직접 전달되는 지진이 아닌 암반노두에서의 지진의 최대지반가속도에 대하여 지진취약도를 분석하였으며, 비선형 지진해석을 위해서는 층상지반의 영향으로 증폭된 지진하중을 고려하였다. 제안된 방법으로 예제교량의 지진위험도를 분석하였으며, 면진받침이 설치된 교량에 대한 지진 위험도의 저감 효과를 정량적으로 분석하였고, 지진재해지도에서의 조건이 다른 지역에 시공되는 경우의 지진위험도를 분석함으로써 현 시방서의 타당성을 간접적으로 검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.53-64
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• 2010

구조물의 지진취약도 곡선은 지진의 다양한 강도를 최대지반가속도 등의 함수로 하여 몇 가지로 구분된 손상상태를 초과할 확률을 나타내는 것으로 구조물의 내진성능과 지진위험도를 평가하는데 유용하게 활용된다. 기존의 많은 연구자들이 수행한 지진취약도 곡선에 대한 연구에서 근거리 및 원거리 지진하중의 특성에 대하여 고려하지 못하였다. 본 연구에서는 근거리 및 원거리 지진으로 구분되는 지진가속도 기록을 사용하여 국내 교량의 대표적인 형식의 하나인 PSC상자형교에 대한 지진취약도 곡선을 평가하였으며 근거리와 원거리로 구분된 지진 특성이 지진취약도 곡선에 미치는 영향을 분석하였다. 예제교량의 지진취약도 곡선에 대한 근거리 및 원거리 지진의 영향이 현저한 차이를 나타내므로 지진취약도 해석시 근거리와 원거리로 구분되는 지진의 특성을 반영하여야 할 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.255-263
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• 2014

본 연구에서 피뢰기의 지진취약도 해석은 역량스펙트럼 방법을 이용하여 수행하였다. 많은 구조부재를 가진 구조물의 지진취약도 해석은 수십 혹은 수백 개의 지진하중에 대한 비탄성 지진응답을 계산하는 것이 요구되기 때문에 역량스펙트럼 방법과 같은 간단한 방법이 응답이력해석 보다 적합하다. 일반적으로 역량스펙트럼 방법에 의해 평가된 지진응답의 정확성은 응답이력해석에 의한 결과의 정확성 보다 떨어진다. 역량스펙트럼 방법의 정확성을 향상시키기 위하여 등가단자유도 방법과 성능점 계산기법이 적용되었다. 지진취약도에 대한 지진에 대한 지반효과를 평가하기 위하여 60개의 다른 지반종류의 지반운동을 입력지진으로 선정하여 사용하였다. 역량스펙트럼 방법과 응답이력해석에 의한 지진취약도 곡선의 비교로부터 역량스펙트럼 방법에 의한 지진취약도 곡선이 응답이력해석에 의한 지진취약도 곡선과 상당히 유사함을 알 수 있었다. 또한, 피뢰기의 주된 지진에 의한 파괴모드는 부싱의 파손임을 알 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권6호
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• pp.609-623
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• 2022

To study the empirical seismic fragility of a reinforced concrete girder bridge, based on the theory of numerical analysis and probability modelling, a regression fragility method of a rapid fragility prediction model (Gaussian first-order regression probability model) considering empirical seismic damage is proposed. A total of 1,069 reinforced concrete girder bridges of 22 highways were used to verify the model, and the vulnerability function, plane, surface and curve model of reinforced concrete girder bridges (simple supported girder bridges and continuous girder bridges) considering the number of samples in multiple intensity regions were established. The new empirical seismic damage probability matrix and curve models of observation frequency and damage exceeding probability are developed in multiple intensity regions. A comparative vulnerability analysis between simple supported girder bridges and continuous girder bridges is provided. Depending on the theory of the regional mean seismic damage index matrix model, the empirical seismic damage prediction probability matrix is embedded in the multidimensional mean seismic damage index matrix model, and the regional rapid prediction matrix and curve of reinforced concrete girder bridges, simple supported girder bridges and continuous girder bridges in multiple intensity regions based on mean seismic damage index parameters are developed. The established multidimensional group bridge vulnerability model can be used to quantify and predict the fragility of bridges in multiple intensity regions and the fragility assessment of regional group reinforced concrete girder bridges in the future.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.161-168
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• 2005

Torsional behavior of eccentric structure under seismic loading may cause the stress and/or deformation concentration. Hence it is hard to estimate the seismic behavior of the structure with plan irregularity. This study suggests the method to setup the seismic fragility curve of the torsionally irregular structures. The suggested fragility curve may be acquired from the fragility surface defined on the D-R plan according to the estimated torsional behavior. The torsional behavior is predicted considering the inelastic region by adapting the inelastic stiffness of each wall. Finally the system displacement is converted to the spectral acceleration and the fragility curve for the seismic excitation level is presented. In addition, the fragility curve considering the excitation direction is proposed.

• 국제초고층학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.175-185
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• 2020

Currently, few studies have been conducted to comprehend the seismic reliability of post-tensioned (PT) CLT shear wall structures, due to the complexity of this kind of structural system as well as due to lack of a reliable structural model. In this paper, a set of 4-, 8-, 12-, and 16-storey benchmark PT CLT shear wall structures (PT-CLTstrs) were designed using the direct displacement-based design method, and their calibrated structural models were developed. The seismic reliability of each PT-CLTstr was assessed based on the fragility analysis and based on the response surface method (RSM), respectively. The fragility-based reliability index and the RSM-based reliability index were then compared, for each PT-CLTstr and for each seismic hazard level. Results show that the RSM-based reliabilities are slightly less than the fragility-based reliabilities. Overall, both the RSM and the fragility-based reliability method can be used as efficient approaches for assessing the seismic reliabilities of the PT-CLTstrs. For these studied mid- and high-rise benchmark PT-CLTstrs, following their fragility-based reliabilities, the 8-storey PT-CLTstr is subjected to the least seismic vulnerability; while, following their RSM-based reliabilities, the 4-storey PT-CLTstr is subjected to the least seismic vulnerability

• Earthquakes and Structures
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• 제11권3호
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• pp.517-538
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• 2016

This paper presents a probabilistic fragility analysis for two groups of bridges: simply supported and integral bridges. Comparisons are based on the seismic fragility of the bridges subjected to accelerograms of two seismic sources. Three-dimensional finite-element models of the bridges were created for each set of bridge samples, considering the nonlinear behaviour of critical bridge components. When the seismic hazard in the site is controlled by a few seismic sources, it is important to quantify separately the contribution of each fault to the structure vulnerability. In this study, seismic records come from earthquakes that originated in strike-slip and reverse faulting mechanisms. The influence of the earthquake mechanism on the seismic vulnerability of the bridges was analysed by considering the displacement ductility of the piers. An in-depth parametric study was conducted to evaluate the sensitivity of the bridges' seismic responses to variations of structural parameters. The analysis showed that uncertainties related to the presence of lap splices in columns and superstructure type in terms of integral or simply supported spans should be considered in the fragility analysis of the bridge system. Finally, the fragility curves determine the conditional probabilities that a specific structural demand will reach or exceed the structural capacity by considering peak ground acceleration (PGA) and acceleration spectrum intensity (ASI). The results also show that the simply supported bridges perform consistently better from a seismic perspective than integral bridges and focal mechanism of the earthquakes plays an important role in the seismic fragility analysis of highway bridges.

• Earthquakes and Structures
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• 제19권2호
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• pp.79-90
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• 2020

4- and 8-storey reinforced-concrete frame buildings are analyzed under the suites of the near-fault pulse-like, and the corresponding spectrally equivalent far-fault ground-motion records. Seismic fragility curves for the slight, moderate, extensive, and complete damage states are developed, and the damage probability matrices, and the mean loss ratios corresponding to the Design Basis Earthquake and the Maximum Considered Earthquake hazard levels are compared, for the investigated buildings and sets of ground-motion records. It is observed that the spectrally equivalent far-fault ground-motion records result in comparable estimates of the fragility curve parameters, as that of the near-fault pulse-like ground-motion records. As a result, the derived damage probability matrices and mean loss ratios using two suites of ground-motion records differ only marginally (of the order of ~10%) for the investigated levels of seismic hazard, thus, implying the potential for application of the spectrally equivalent ground-motion records, for seismic fragility and risk assessment at the near-fault sites.