• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.715-722
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• 2013

가스절연개폐장치(GIS)는 안정적인 전력공급을 위한 대규모 설비이다. 최근 전력설비의 내진성능 검증이 중요해짐에 따라 진동대를 이용한 실제적 내진 시험이 요구되고 있지만, 진동대 규모의 한계로 해석에 기반한 평가가 주로 진행되고 있다. 그러나 해석법은 실제 거동을 모사하기 어려워 결과의 신뢰도가 낮으므로 타당한 해석법 개발이 필요하다. 본 연구에서는, 시험과 해석을 병행하여 대형 전력기기인 245kV GIS의 내진성능을 검증하였고, 결과를 비교 분석하여 대형 구조물용 내진 해석 기법의 타당성을 평가하였다. 245kV GIS는 해석과 시험법에서 충분한 안전성을 보였고, 해석의 결과는 시험과 10% 이내의 차이를 보였다. 높은 신뢰성의 원인으로 질량, 강성, 입력 가속도를 분석하였다. 본 연구는 내진 시험을 수행 할 수 없는 대형 전력기기의 내진성능 실증에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제27권4호
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• pp.230-242
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• 2017

이 연구에서는 국내 토목현장에서 수행된 하향식 탄성파탐사 및 굴절법 탄성파탐사 자료(177개)와 시추조사 시료(1,035개)에 대해 연암과 경암(보통암 포함)으로 분류한 후, 건설표준품셈과 지반조사표준품셈의 탄성파 속도에 의한 암반분류 기준을 비교하였다. 현장에서의 하향식 탄성파탐사 및 굴절법 탄성파탐사에 의한 탄성파 속도는 연암의 경우 1,400~2,900 m/s의 범위로 건설표준품셈 A그룹(1,200~1,900 m/s)과 지반조사표준품셈(1,200~2,500 m/s)의 기준보다 빠르게 나타났으며, 보통암과 경암의 경우 2,300~3,800 m/s의 범위로 기준범위와 유사하게 나타나는 것으로 나타났다. 실내암석시험에서 구해진 연암과 보통암~경암의 탄성파속도 또한 현장 탐사 결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 암반 탄성파 속도와 품셈간의 상이점을 품셈이 절대적으로 옳다는 관점에서 본다면, 현장 탄성파 속도의 경우 하부지반의 영향을 받아 속도가 빨라지는 것과 실내암석시험의 경우에는 연암구간에서의 시료선별 시 무결암의 선별에 의한 것으로 여길 수 있다. 반대로 상이점의 원인을 품셈에 오류가 있는 것으로 본다면, 품셈상의 지층경계가 점이적이지 않은 뚜렷한 경계가 인위적으로 설정된 점, 지질 양상이 다른 외국의 기준을 그대로 차용하여 사용한다는 점, 품셈상 지층의 탄성파 속도에 대한 독립된 검증이 이루어지지 않은 점 등의 문제가 있음을 알 수 있다. 이 연구에서는 현장에서의 향후 이러한 검증 연구를 제안하며, 널리 쓰이는 품셈에 의한 지층분류에는 내포된 문제가 있음에 대한 인식이 중요하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.187-194
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• 2006

일반적으로 구조물이 지진하중에 저항하기 위해서는 충분한 강성과 연성을 확보하여야 한다. 본 연구에서는 대공간 구조시스템의 지붕 구조와 하부 구조 사이에 면진 장치를 도입하는 방법을 사용하여 동적 거동 특성을 규명한다. 하부 구조의 강성과 질량의 크기에 대한 영향을 고려한 대공간 구조 시스템의 동적 거동 특성 규명 및 해석 과정 단순화를 위해 병렬 다질점계 등가모델을 도입한 본 논문은 향후 대공간 구조물의 성능 설계를 위한 기초적인 연구가 될 것이다.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권1호
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• pp.95-107
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• 2022

This paper introduces a novel, rigorous, and efficient probabilistic methodology for the performance-based optimal design (PBOD) of semi-active tuned mass damper (SATMD) for seismically excited nonlinear structures. The proposed methodology is consistent with the modern performance-based earthquake engineering framework and aims to design reliable control systems. To this end, an optimization problem has been defined which considers the parameters of control systems as design variables and minimization of the probability of exceeding a targeted structural performance level during the lifetime as an objective function with a constraint on the failure probability of stroke length damage state associated with mass damper mechanism. The effectiveness of the proposed methodology is illustrated through a numerical example of performance analysis of an eight-story nonlinear shear building frame with hysteretic bilinear behavior. The SATMD with variable stiffness and damping have been designed separately with different mass ratios. Their performance has been compared with that of uncontrolled structure and the structure controlled with passive TMD in terms of probabilistic demand curves, response hazard curves, fragility curves, and exceedance probability of performance levels during the lifetime. Numerical results show the effectiveness, simplicity, and reliability of the proposed PBOD method in designing SATMD with variable stiffness and damping for the nonlinear frames where they have reduced the exceedance probability of the structure up to 49% and 44%, respectively.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.57-66
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• 2015

지진에 대한 사면 재해도 작성 시 일반적으로 Newmark 활동블록 이론에 기초한 변위 추정식이 사용된다. 하지만 기존에 제안된 추정식들은 활동면에서의 동적 응답을 고려하지 않고 제방, 흙댐, 매립지 등 비교적 완만한 경사의 지반구조물을 대상으로 제안되었으며 산사면과 같이 경사진 기반암에 토사층이 피복된 경우에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 산사면의 지형적 특성을 모사한 2차원 비선형 동적해석을 수행하여 이의 동적 응답 특성을 분석하였다. 지진 시 산사면의 영구변위는 활동면에서 계산된 등가가속도를 Newmark 활동블록 방법에 적용하여 계산하였다. 이와 같이 계산된 영구변위는 본 연구에서 제안된 간편 변위 추정식과 비교하여 정확도를 평가하였다. 검토 결과, 산사면의 기하학적 증폭은 입력 지진의 세기와 주기, 토층의 고유주기에 영향을 크게 받으므로 이를 고려하지 않는 기존의 경험식은 영구변위를 정확하게 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 변위 예측식의 정확도는 최대지반가속도, 최대지반속도, Arias 진도, 평균주기와 토층의 고유주기가 고려될 경우 현격하게 향상되는 것으로 분석되었으며 이를 기반으로 하여 새로운 변위추정식이 제시되었다. 나아가 본 연구에 제안된 변위추정식은 산사태 재해 위험도 예측에 적용되어 정확성이 검증되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.21-28
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• 2021

본 연구는 실제 발전소 내 운영 설비의 고정부에 사용되는 앵커에 대하여 지진 발생 시 안전성을 평가하는 것이 주된 목적이다. 이에 따라 운영 설비와 같은 비 구조적 구성 요소의 고정부 앵커에 실제 지진이 발생하였을 경우 발생되는 하중에 대한 응답을 조사하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 실제 다양한 형태를 갖는 비구조요소를 연구하는 데는 경제적, 공간적 제약이 있기 때문에 프레임과 질량으로 구성된 대체 시험체를 제작하여 진동대 시험을 수행하였다. 고정부 콘크리트 앵커의 동적 특성과 내진성능을 평가하기 위해 진동대 시험을 통해 대상 구조물의 고유 진동수를 파악한 후 실제 지진과 같은 인공 지진 효과를 발생시켜 실험을 수행하였다. 결론적으로 시험체에 볼트를 이용하여 강철 프레임을 고정시켜 구조적 강성을 확보하였으며, 이에 따라 고정부 앵커에 전달되는 하중이 감소되는 것을 확인하였다. 향후 해석적 접근을 통하여 실험에 대한 신뢰성 검증 및 현장 여건 상 수행되지 못한 부분에 대하여 연구를 수행할 예정이다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.51-58
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• 2020

Recently, deep learning that is the most popular and effective class of machine learning algorithms is widely applied to various industrial areas. A number of research on various topics about structural engineering was performed by using artificial neural networks, such as structural design optimization, vibration control and system identification etc. When nonlinear semi-active structural control devices are applied to building structure, a lot of computational effort is required to predict dynamic structural responses of finite element method (FEM) model for development of control algorithm. To solve this problem, an artificial neural network model was developed in this study. Among various deep learning algorithms, a recurrent neural network (RNN) was used to make the time history response prediction model. An RNN can retain state from one iteration to the next by using its own output as input for the next step. An eleven-story building structure with semi-active tuned mass damper (TMD) was used as an example structure. The semi-active TMD was composed of magnetorheological damper. Five historical earthquakes and five artificial ground motions were used as ground excitations for training of an RNN model. Another artificial ground motion that was not used for training was used for verification of the developed RNN model. Parametric studies on various hyper-parameters including number of hidden layers, sequence length, number of LSTM cells, etc. After appropriate training iteration of the RNN model with proper hyper-parameters, the RNN model for prediction of seismic responses of the building structure with semi-active TMD was developed. The developed RNN model can effectively provide very accurate seismic responses compared to the FEM model.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.793-802
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• 2002

수평곡선 I형교에 동적해석을 수행하기 위하여 박판곡선보 이론에 근거 뒴자유도를 포함한 절점당 7자유도를 갖는 곡선보요소와 7자유도 직선보요소를 사용하여 동적해석프로그램 EQCVB를 작성하였다. 이 프로그램에서는 자유진동해석을 위하여 Gupta의 방법을 사용하였고, 지진하중이 작용할 때 동적해석을 수행하기 위하여 Wilson-${\theta}$방법을 사용하였으며, 범용구조해석 프로그램인 ABAQUS를 사용한 해석 결과와 비교하여 프로그램의 효율성과 타당성을 입증하였다. 지진하중 작용시 수평곡선 I형교의 동적 거동 특성을 파악하기 위하여 다양한 예제에 대한 해석을 수행하였다.

• 소음진동
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• 제7권4호
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• pp.655-661
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• 1997

건물내 동적계가 수중에 있고 유체동적효과가 클 경우, 건물을 지진절연하면 일반적인 경향과는 달리 계의 지진응답이 오히려 증가될 수 있다. 본 논문에서는 건물내 수조에 잠긴 계에 대하여 단순화된 복합모델의 동적해석을 통하여 건물의 지진절연이 건물내 수중계의 지진응답에 어떻게 그리고, 최대로 얼마나 영향을 주는지를 보인다. 이 때 응답을 줄이기 위한 내진설계방안으로서 유체질량효과를 조절하는 유체간극의 최적화를 수행하여 그 효과를 살펴보았고, 간극조절이 곤란한 경우의 대안으로서 지진절연된 건물내 수중계를 다시 지진절연하는 방안을 제안하였으며 적절한 이중절연방식의 조합에 대한 효율을 비교하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권1호
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• pp.41-46
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• 2005

항만구조물의 유체-구조물-지반 상호작용(FSSI)을 고려한 지진응답해석을 수행하였다. 우리나라 동남해안에 위치한 방파제 구조물을 대상으로 장주기 및 단주기파로 구분된 지진을 비롯하여 최근 우리나라에서 발생한 울진지진에 대한 지진응답특성에 대하여 고찰하였다. FSSI 효과를 고려하기 위하여 유체요소는 평면변형해석에 사용하는 4절점 사변형요소를 수정한 요소를 이용하여 모델링 하였다. 그리고 FSSI해석, 진도법, 부가질량법에 의한 지진응답특성을 비교하였다. 고유치해석을 통하여 방파제의 고유주기를 찾고, 기존의 지진 및 최근 우리나라에서 발생한 지진에 대한 지진응답특성 결과로부터 방파제 구조물이 장주기성분에 대한 영향을 더 많이 받는 것을 확인하였다.