• 한국지진공학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.47-56
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• 2007

본 연구에서는 지진하중을 받는 탄성 및 비탄성 구조물에 대하여 수동 및 준능동 TMD의 지진응답제어성능을 평가하였다. 먼저 기존의 연구에서 제안된 식을 사용하여 최적 설계된 수동형 TMD와 본 연구에서 제시된 준능동 TMB가 설치된 탄성 구조물의 변위스펙트럼을 구하였으며, 준능동 TMD가 TMD보다 작은 스트로크를 가지고도 최대변위응답제어에 있어 우수함을 확인하였다. 또한 구조물의 주기와 TMD의 주기가 일치하지 않은 경우의 성능저하에 대한 TMD의 강인성을 평가하였다. 최종적으로 Bouc-Wen 모델을 사용하여 모사된 비탄성이력 특성을 가지는 구조물에 대한 수치해석을 수행하였으며, 이를 통해 탄성구조물에 대하여 최적화된 수동형 TMD의 성능은 구조물 응답의 비탄성이력 부분이 증가함에 따라 크게 저하되는 반면 준능동 TMD는 수동형 TMD보다 약 15-40% 정도의 더 많은 응답감소효과를 가짐을 확인하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제23권5호
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• pp.449-466
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• 2019

Cable-stayed bridges are attractive due to their beauty, reducing material consumption, less harm to the environment and so on, in comparison with other kinds of bridges. As a massive structure with long period and low damping (0.3 to 2%) under many dynamic loads, these bridges are susceptible to fatigue, serviceability disorder, damage or even collapse. Tuned Mass Damper (TMD) is a suitable controlling system to reduce the vibrations and prevent the threats in such bridges. In this paper, Multi Tuned Mass Damper (MTMD) system is added to the Ahvaz cable stayed Bridge in Iran, to reduce its seismic vibrations. First, the bridge is modeled in SAP2000 followed with result verification. Dead and live loads and the moving loads have been assigned to the bridge. Then the finite element model is developed in OpenSees, with the goal of running a nonlinear time-history analysis. Three far-field and three near-field earthquake records are imposed to the model after scaling to the PGA of 0.25 g, 0.4 g, 0.55 g and 0.7 g. Two MTMD systems, passive and active, with the number of TMDs from 1 to 8, are placed in specific points of the main span of bridge, adding a total mass ratio of 1 to 10% to the bridge. The parameters of the TMDs are optimized using Genetic Algorithm (GA). Also, the optimum force for active control is achieved by Fuzzy Logic Control (FLC). The results showed that the maximum displacement of the center of the bridge main span reduced 33% and 48% respectively by adding passive and active MTMD systems. The RMS of displacement reduced 37% and 47%, the velocity 36% and 42% and also the base shear in pylons, 27% and 47%, respectively by adding passive and active systems, in the best cases.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.75-84
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• 2010

원자력발전소에 설치되는 주요 전기기기들의 내부 부품을 내진검증하기 위해서는 캐비닛내부응답스펙트럼이 필요하고, 이는 캐비닛의 각 위치에서 정확한 지진응답을 구한 후에 생성이 가능하다. 반면에 대부분의 전기기기는 질량과 강성 분포가 복잡하기 때문에 해석적 방법에 의해 동적 분석을 수행하는 것이 어렵다. 이러한 여건을 감안하여 이 연구에서는 해석과 시험을 조합하여 기기의 지진응답을 예측하는 간편한 절차를 제안하였다. 제안된 절차는 먼저 충격시험을 통하여 규명된 실험모드특성을 이용하여 독립된 모드방정식을 구성하고, 이로부터 모드응답을 계산한 다음, 각 모드응답을 중첩함으로써 구조물의 지진응답을 예측한다. 제안된 절차의 신뢰성을 검증하기 위해서, 별도로 제작된 단순 강재 프레임 시편에 제안된 절차를 적용하여 지진응답을 예측하고, 이를 실제 진동대시험을 통하여 계측한 결과와 비교하였다. 이 연구를 통하여 충격시험에 의해 얻어진 실험모드특성을 이용하여 구조물의 지진응답을 비교적 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제20권1호
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• pp.55-70
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• 2021

In urban cities, buildings were built in the neighborhood, these buildings influence each other through structure-soilstructure interaction (SSSI) and seismic pounding due to limited separation distance in-between. Generally, the effects of the interaction between soil and structure are disregarded during seismic design and analysis of superstructure. However, the system of soil-base adversely changes structural behavior and response demands. Thus, the vibration characteristics plus the seismic response of a building are not able to be independent of those in adjacent buildings. The interaction between structure, soil, and structure investigates the action of the attendance of adjacent buildings to the others by the interaction effect of the sub-soil under dynamic disturbances. The main purpose of this research is to analyze the effects of SSSI and seismic pounding on the behavior of adjacent buildings. The response of a single structure or two adjacent structures with shallow raft base lying on soft soil are studied. Three dimensions finite element models are developed to investigate the effects of pounding; gap distance; conditions of soil; stories number; a mass of adjacent building and ground excitation frequency on the seismic responses and vibration characteristics of the structures. The variation in the story displacement, story shear, and story moment responses demands are studied to evaluate the presence effect of the adjacent buildings. Numerical results acquired using conditions of soil models are compared with the condition of fixed support and adjacent building models to a single building model. The peak responses of story displacement, story moment, and story shear are studied.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권2호
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• pp.221-236
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• 2023

In order to study the seismic response of the main plant of steel reinforced concrete (SRC) structure of the CAP1400 nuclear power plant under the influence of different high-mode vibration, the 1/7 model structure was manufactured and its dynamic characteristics was tested. Secondly, the finite element model of SRC frame-bent structure was established, the seismic response was analyzed by mode-superposition response spectrum method. Taking the combination result of the 500 vibration modes as the standard, the error of the base reactions, inter-story drift, bending moment and shear of different modes were calculated. Then, based on the results, the influence of high-mode vibration on the seismic response of the SRC frame-bent structure of the main plant was analyzed. The results show that when the 34 vibration modes were intercepted, the mass participation coefficient of the vertical and horizontal vibration mode was above 90%, which can meet the requirements of design code. There is a large error between the seismic response calculated by the 34 and 500 vibration modes, and the error decreases as the number of modes increases. When 60 modes were selected, the error can be reduced to about 1%. The error of the maximum bottom moment of the bottom column appeared in the position of the bent column. Finally, according to the characteristics of the seismic influence coefficient αj of each mode, the mode contribution coefficient γj•Xji was defined to reflect the contribution of each mode to the seismic action.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.45-53
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• 2009

우리나라 기존철도 교량의 40% 이상이 무도상 강판형교로 구성되어 있으며, 이들 중 대부분은 1970년대 이전에 건설되었기에 일반적으로 지진하중의 고려 없이 설계되었다. 이들 무도상 강판형 철도교의 내진성능을 향상시키기 위해서는 내진성능이 부족한 요소들에 대하여 여러가지 방법의 내진보강을 수행할 수 있는데, 내진보강의 적정수위를 정하기 위해서는 이에 대한 지진위험도 평가가 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 확률적 지진 위험도 해석과 확률적 손상해석을 통해서 무도상 강판형교에 대한 지진위험도 평가를 수행하였다. 먼저 받침 및 교각을 교량의 지진 응답에 주 영향을 미치는 주요 요소로 정의하고 각 요소 별로 지진취약도를 작성하였다. 그 후 작성된 취약도를 지진재해도함수와 결합하여 각 손상상태에 해당하는 연간 손상확률을 산정하였다. 지진 위험도 해석을 통하여 50년 초과손상확률을 계산한 결과, 무근콘크리트로 되어 있는 무도상 강판형 철도교의 교각은 우리나라의 지진상황에서 위험도가 매우 낮게 나타났다. 이는 무도상 강판형교의 특성 상 가벼운 상부구조로 인하여 지진 시 하부구조에 전달되는 횡하중이 상대적으로 적기 때문인 것으로 분석된다. 반면에 선받침으로 구성된 무도상 강판형교의 받침요소들의 50년 초과 손상확률은 상대적으로 크게 나타났는데, 그 중 자유단 받침의 경우 slight damage에 대한 초과손상확률이 12.78%로 고정단 받침의 4.23%보다 높게 나타난 반면 complete damage에 대해서는 자유단 받침과 고정단 받침 모두 비슷한 수준의 초과손상확률($0.18%{\sim}0.19%$)을 보였다. 본 연구에서 수행한 지진 위험도 평가는 추후 강판형 철도교의 내진보강을 수행함에 있어서 의사결정을 뒷받침할 수 있는 자료로 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1157-1162
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• 2014

시간 이력 지진해석시 두 가지 가진 방법론[유효하중법(또는 관성법), 거대질량법]이 적용되고 있는데 균열 없는 구조물에 대해서만 두 가지 가진 방법론의 타당성을 확인한 바 있으나, 균열로 인해 강성이 변화하는 균열 배관에 대해서는 가진 방법론의 타당성에 대한 연구가 수행된 바 없다. 본 연구에서는 시간이력 Implicit 동적 탄성 지진해석을 통해 탄성 파괴역학 측면에서 관통 균열 배관에 대한 두 가지 가진 방법론의 타당성을 평가하였다. 평가 결과, 거대질량의 크기와 최대 시간 증분이 적절히 선정된다면 균열 배관에 대해서도 두 가지 가진 방법론이 모두 동일한 결과를 도출함을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제17권1호
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• pp.89-99
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• 2007

일반적으로 지반의 굴착난이도를 평가하기 위한 간단한 방법은 지반 내에 분포하는 암석강도와 절리발달빈도를 고려하는데, 이 방법은 핵석 풍화단면에 그대로 적용할 수가 없다. 그러므로 암석강도와 절리발달빈도 뿐만 아니라, 핵석의 분포상태 및 분포비율, 굴착의 공사가능성, 굴착의 효율성들을 모두 종합하여서 판단하여야 비교적 정확하게 굴착난이도 추정이 가능하다. 굴착난이도를 판단하는 가장 좋은 방법으로 알려진 현장에서의 탄성파탐사 측정방법은 실제로 현장에서 육안으로 지질 상태를 확인한 결과와 차이가 심하다. (평균 $3{\sim}4m$, 최대 6m 차이) 그러므로 육안관찰과 현장탄성파탐사 방법은 모두 장단점이 있으므로 핵석지질에서 보다 정확하게 굴착난이도를 추정하고자 하면, 현장에서 지질 상태를 육안으로 관찰하고 동시에 현장 탄성파탐사를 모두 사용하여서 그 결과들을 종합하여 굴착난이도를 분석하고 적용하여야 한다.

• 지질공학
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• 제21권1호
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• pp.15-24
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• 2011

기존의 지표탐사 자료가 존재하는 화강암 지역의 파쇄대 및 절리 분포를 파악하기 위해 30m 떨어져 있는 두 개의 시추공에 대한 코어자료 분석 및 물리검층을 실시하였다. 시추 코어 자료를 이용하여 암상을 구분하였고 RMR(암반분류)과 RQD(암질지수)에 의한 암반 상태를 확인하였으며, 기반암에 해당되는 연암과 경암 부분에 대한 파쇄대의 절리 및 분포 상태를 물리검층과 시추공 탄성파 토모그래피를 통해 확인하였다. 이미 탄성파 굴절법탐사에서 해석된 기반암까지의 깊이를 공대공 탄성파 토모그래피를 통해 확인하였고 암반의 동적인 성질을 파악하기 위해 완전파형 음파검층과 감마-감마검층으로 동탄성계수를 계산하여 P파 속도와의 상관관계를 알아보았다. 특히 시추공 BH-2의 경암 부근에서 그 상관성이 넓게 분산되는 현상은 절리 및 파쇄대가 BH-1 지역에 비해 많이 발달한 효과로 보인다. 이 양상은 초음파 주사형 텔레뷰어 및 광학적 영상기법 텔레뷰어와 같은 이미지 검층 자료에서도 충분히 관찰되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.11-21
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• 2007

현재 국내에서도 내진설계에 대한 요구 및 관심이 증가하여 지진해석의 필요성이 증대되고 있다. 특히 벽식 아파트는 주거용으로 가장 많이 건설되고 있어 내진설계를 위한 지진해석이 활발히 수행되고 있다. 지진해석을 위해 벽식 아파트 전체를 유한요소로 세분화하여 모형화하는 것은 시간 및 노력에 있어 효율적이지 못하다. 따라서 자유도를 감소시키면서 실제 구조물의 동적 거동을 정확히 표현할 수 있는 등가모델이 필요하다. 본 연구에서는 구조물의 변형형상과 밀접한 관계가 있는 유효질량계수를 이용하여 간편하게 사용할 수 있는 등가모델 구성방법을 제안하였다. 이 등가모델은 기둥과 보로 구성된 골조구조물을 사용하여 벽식 구조물을 등가의 모델로 치환하였다. 등가모델은 어떤 상용프로그램에서도 쉽게 적용할 수 있으며, 해석시간단축이 가능하여 단시간 다양한 지진에 대한 해석이 필요한 경우 매우 유용하게 사용될 수 있다. 또한 등가모델은 바닥슬래브를 모형화 할 수 있어 실제 벽식 아파트의 거동을 잘 표현할 수 있다. 더욱이 등가모델은 구조물의 비대칭성을 표현할 수 있어 매우 우수하다.