• Geomechanics and Engineering
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• 제21권1호
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• pp.73-84
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• 2020

In the seismic design of bridges, formation of plastic hinges plays an important role in the dissipation of seismic energy. In the case of conventional fixed-base bridges, the plastic hinges are allowed to form in the superstructure alone. During seismic event, such bridges may be safe from collapse but the superstructure undergoes significant plastic deformations. As an alternative design approach, the plastic hinges are guided to form in the soil thereby utilizing the inevitable yielding of the soil. Rocking foundations work on this concept. The formation of plastic hinges in the soil reduces the load and displacement demands on the superstructure. This study aims at evaluating the seismic response of bridge pier supported on rocking shallow foundation. For this purpose, a BNWF model is implemented in OpenSees platform. The capability of the BNWF model to capture the SSI effects, nonlinear behavior and dynamic loading response are validated using the centrifuge and shake table test results. A comparative study is performed between the seismic response of the bridge pier supported on the rocking shallow foundation and conventional fixed-base foundation. Results of the study have established the beneficial effects of using the rocking shallow foundation for the seismic response analysis of the bridge piers.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.49-56
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• 2022

Tuned mass damper (TMD) is widely used to reduce dynamic responses of structures subjected to earthquake loads. A smart tuned mass damper (STMD) was proposed to increase control performance of a traditional passive TMD. A lot of research was conducted to investigate the control performance of a STMD based on analytical method. Experimental study of evaluation of control performance of a STMD was not widely conducted to date. Therefore, seismic response reduction capacity of a STMD was experimentally investigated in this study. For this purpose, a STMD was manufactured using an MR (magnetorheological) damper. A simple structure presenting dynamic characteristics of spacial roof structure was made as a test structure. A STMD was made to control vertical responses of the test structure. Two artificial ground motions and a resonance harmonic load were selected as experimental seismic excitations. Shaking table test was conducted to evaluate control performance of a STMD. Control algorithms are one of main factors affect control performance of a STMD. In this study, a groundhook algorithm that is a traditional semi-active control algorithm was selected. And fuzzy logic controller (FLC) was used to control a STMD. The FLC was optimized by multi-objective genetic algorithm. The experimental results presented that the TMD can effectively reduce seismic responses of the example structures subjected to various excitations. It was also experimentally shown that the STMD can more effectively reduce seismic responses of the example structures conpared to the passive TMD.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.55-66
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• 1999

본 연구는 철도, 도시고속화도로 및 고속도로 교량의 교각으로 많이 이용디고 있는 철근콘크리트 기둥으 내진성능 평가에 관한 quasi-static 실험으로서 사용된 실험 변수는 축하중 내진설계유무에 따른 띠철근량 변위제어 하중형태 등을 채택하였다 RC 기둥시험체는 수원에 위치한 하갈교의 교각을 1/3.4의 축소모델로 하여 내진설계된 단면과 내진설계되지 않은 시험체를 각각 4개씩 총 8개를 제작하였으며 소성힌지구간에서 띠철근의 간격은 2.2cm 및 4.4cm 이다 실험변수에 따른 내진 및 비내진 시험체의 내진성능검토를 위하여 충진콘크리트 교각의 하중변위 이력특성 연성능력, 강도감소, 에너지 흡수능력, 등가점성계수 등을 실험적으로 분석조사하였다. '96년 개정된 도로교시방서의 RC기둥에 관한 내진설계기준은 AASHTO(1992)와 유사한 것으로서 중.약지진 지역으로 구분되는 국내의 실정에는 다소 과다설계로 판단된다. 실험결과 비내진설계된 콘크리트 교각도 어느 정도의 연성능력을 발휘한 것으로 조사되었으나 추가의 충분한 실험연구가 요구된다. 그러나 비내진설계교각도 적절한 내진보강방안을 강구한다면 우수한 내진성능을 발휘할수 있으리라판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.22-29
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• 2023

재료 및 부재의 내진성능평가 실험 시 재하속도와 수직하중은 성능에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 반복 가력 및 하이브리드 실험 시 재하속도는 입력 변위와 출력 변위 사이의 시간 지연현상으로 인해 고속으로 제어하기 어려우며 횡방향 변위에 의해 수직하중을 일정하게 유지하는 것이 어려워 일정한 수직하중이 유지되는 고속 및 실시간 실험은 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 면진받침의 속도 의존성과 수직하중의 영향을 조사하기 위해 저속 및 고속 반복 가력 실험과 실시간 하이브리드 실험을 수행하였다. 실험에서 수평 변위와 수직 하중의 실시간 제어를 위해 Adaptive Time Series(ATS) 보정 방법과 State estimator가 포함된 FLB System을 구축하였다. 고속 또는 실시간으로 재하되는 수평 변위 제어 속도와 상부구조물에 의한 수직하중은 면진받침의 강도 및 지진 시 거동에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 확인하였으며 내진성능평가를 위한 실험 시 실제와 유사하도록 구현되어야함을 알 수 있었다. 본 연구는 내진성능평가를 위해 구축하고 사용된 시스템의 우수한 성능을 보여주며 정확하고 효율적인 내진성능평가가 가능하도록 하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권5호
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• pp.743-767
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• 2020

Due to the impressive flexural performance, enhanced compressive strength and more constrained crack propagation, Fibre-reinforced concrete (FRC) have been widely employed in the construction application. Majority of experimental studies have focused on the seismic behavior of FRC columns. Based on the valid experimental data obtained from the previous studies, the current study has evaluated the seismic response and compressive strength of FRC rectangular columns while following hybrid metaheuristic techniques. Due to the non-linearity of seismic data, Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) has been incorporated with metaheuristic algorithms. 317 different datasets from FRC column tests has been applied as one database in order to determine the most influential factor on the ultimate strengths of FRC rectangular columns subjected to the simulated seismic loading. ANFIS has been used with the incorporation of Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic algorithm (GA). For the analysis of the attained results, Extreme learning machine (ELM) as an authentic prediction method has been concurrently used. The variable selection procedure is to choose the most dominant parameters affecting the ultimate strengths of FRC rectangular columns subjected to simulated seismic loading. Accordingly, the results have shown that ANFIS-PSO has successfully predicted the seismic lateral load with R² = 0.857 and 0.902 for the test and train phase, respectively, nominated as the lateral load prediction estimator. On the other hand, in case of compressive strength prediction, ELM is to predict the compressive strength with R² = 0.657 and 0.862 for test and train phase, respectively. The results have shown that the seismic lateral force trend is more predictable than the compressive strength of FRC rectangular columns, in which the best results belong to the lateral force prediction. Compressive strength prediction has illustrated a significant deviation above 40 Mpa which could be related to the considerable non-linearity and possible empirical shortcomings. Finally, employing ANFIS-GA and ANFIS-PSO techniques to evaluate the seismic response of FRC are a promising reliable approach to be replaced for high cost and time-consuming experimental tests.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권4호
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• pp.571-586
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• 2014

This paper presents experimental and numerical study on seismic performance of a super tall steel tower structure. The steel tower, with a height of 388 meters, employs a steel space truss with spiral steel columns to serve as its main lateral load resisting system. Moreover, this space truss was surrounded by the spiral steel columns to form a steel mega system in order to support a 12-story platform building which is located from the height of 230 meters to 263 meters. A 1/40 scaled model for this tower structure was made and tested on shake table under a series of one- and two-dimensional earthquake excitations with gradually increasing acceleration amplitudes. The test model performed elastically up to the seismic excitations representing the earthquakes with a return period of 475 years, and the test model also survived with limited damages under the seismic excitations representing the earthquakes with a return period 2475 years. A finite element model for the prototype structure was further developed and verified. It was noted that the model predictions on dynamic properties and displacement responses agreed reasonably well with test results. The maximum inter-story drift of the tower structure was obtained, and the stress in the steel members was investigated. Results indicated that larger displacement responses were observed for the section from the height of 50 meters to 100 meters in the tower structure. For structural design, applicable measures should be adopted to increase the stiffness and ductility for this section in order to avoid excessive deformations, and to improve the serviceability of the prototype structure.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.43-50
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• 2013

본 연구는 진동대 모형실험기를 이용하여 동하중 재하 시 네일 두부 구속방식에 따른 쏘일네일 보강사면의 거동에 관한 실험을 실시하였다. 진동대 모형실험은 네일 두부의 구속과 비구속조건 등을 변화시키면서 장주기 특성을 지닌 Hachinohe 지진파와 단주기 특성을 지닌 Ofunato 지진파를 적용하여 실험을 실시하였다. 실험으로부터 얻어진 결과를 바탕으로 사면의 파괴유형과 지반 가속도특성, 수직변위 및 수평변위를 비교 분석하였다. 진동대 모형실험을 수행한 결과 단주기파가 장주기파 보다 사면에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났고, 네일 두부의 구속이 동하중에 대하여 전단저항력이 크게 발휘하는 것을 알 수 있었다. 또한 쏘일 네일 두부를 구속함으로써 지진하중 작용 시 사면의 안정성이 크게 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.341-349
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• 2012

최근 국내외 건축물이 초고층화, 대형화되고 다양화됨으로써 콘크리트의 고성능화가 요구되고 있으며 지진하중과 같은 반복 주기하중이 작용할 때 철근콘크리트 부재의 내진성능의 개선이 필요한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 사용성, 안정성 및 신뢰성이 우수한 고연성고내구성을 갖는 최적배합의 고인성 섬유 복합모르타르를 개발하고 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부의 위험단면영역에 적용하여 건축물의 내력, 연성능력, 에너지소산능력 등의 내진성능을 개선하고 철근콘크리트 건축물의 설계시 기초자료 및 실용화 기술을 제시하고자 한다. 실험 결과 고인성 섬유 복합 모르타르를 활용한 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부 실험체(RCFPP 시리즈)는 표준실험체(SRCFP)보다 최대내력 15~34%, 연성능력 33~37%, 에너지소산능력은 최대 2.14배 증가함을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.119-126
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• 2000

Reinforced concrete structural walls are widely known to provide an efficient lateral load resistance and drift control. However, many reported researches on them are mostly limited to the RC structural walls reinforced according to seismic details. When the pushover analysis technique is used for the prediction of inelastic behavior of frame-wall structures for the seismic evaluation of existing buildings having non-seismic details, the reliability of this analysis method should be checked by the test results. The objective of this study is to verify the correlation between the experimental and analytical responses of a high-rise reinforced concrete frame-wall structure having non-seismic details by using DRAIN-2DX program[11] and the test results performed previously[1]. It is concluded that the behavior of the frame-wall model is mainly affected by the fixed-end rotation(uplift at base) and bending deformation of the wall and that the analysis with the LINKS model[10] in DRAIN-2DX describes them with good reliability.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.58-62
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• 2017

국내에서도 내진설계의 필요성이 점차 증대되고 있다. 그 중에서도 비구조요소인 소화배관의 흔들림 방지 버팀대에 관한 연구가 계속되고 있다. 이에 본 연구에서는 흔들림 방지 버팀대의 하중 시험을 통하여 유효한 범위를 측정하였다. 그 결과, 하중 0에서부터 18.5 kN까지 설계안전 범위로 측정되었으며 최대 29.4 kN에서도 흔들림 방지 버팀대의 구조 및 성능에 이상 없이 정상 작동하였다. 또한 사물인터넷의 환경을 이용하여 센서노드로부터 데이터를 전송받아 유효 하중범위 안에서 추출과 예측단계를 거쳐 재난정보를 수신케 하는 모니터링 시스템의 모듈을 구성하였다.