• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.445-453
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• 2010

최근 추진되는 노후화된 저층형 건물의 리모델링의 대부분이 국내기준인 KBC2005의 내진성능에 미치지 못하는 실정이다. 이에 보강을 통한 신축건물과 견줄 수 있는 성능확보에 대한 연구가 많이 이루어지고 있으나, 실제건물의 진동계측을 통해 보강효과를 검증하는 연구는 상대적으로 매우 미흡한 실정이다. 또한 실물 구조물에 대하여 파괴 직전까지의 큰 손상 후에 진동계측을 통한 동적특성에 대한 연구도 매우 미약한 실정이다. 따라서 본 연구는 3층 철근콘크리트조 건물에 강판벽을 보강한 후 엑츄에이터로 하중을 주어 건물에 손상을 준 후에 손상 전 후의 진동 계측을 통하여 동적특성을 파악하였다. 진동계측을 통하여 보강효과를 확인할 수 있었다. 또한 80mm의 수평변위를 준 결과 구조물의 파괴 직전 손상 전 후에 장변과 단변의 고유진동수는 각각 20.85%, 5.77% 감소하였고, 감쇠율은 각각 53.9%, 23.15% 감소하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권1호
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• pp.135-144
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• 2017

Near-fault ground motions are characterized by high values of the ratio between the peak of vertical and horizontal ground accelerations, which can significantly affect the nonlinear response of a base-isolated structure. To check the effectiveness of different base-isolation systems for retrofitting a r.c. framed structure located in a near-fault area, a numerical investigation is carried out analyzing the nonlinear dynamic response of the fixed-base and isolated structures. For this purpose, a six-storey r.c. framed building is supposed to be retrofitted by insertion of an isolation system at the base for attaining performance levels imposed by current Italian code in a high-risk seismic zone. In particular, elastomeric (e.g., high-damping-laminated-rubber bearings, HDLRBs) and friction (e.g., steel-PTFE sliding bearings, SBs, or friction pendulum bearings, FPBs) isolators are considered, with reference to three cases of base isolation: HDLRBs acting alone (i.e., EBI structures); in-parallel combination of HDLRBs and SBs (i.e., EFBI structures); FPBs acting alone (i.e., FPBI structures). Different values of the stiffness ratio, defined as the ratio between the vertical and horizontal stiffnesses of the HDLRBs, sliding ratio, defined as the global sliding force divided by the maximum sliding force of the SBs, and in-plan distribution of friction coefficient for the FPs are investigated. The EBI, EFBI and FPBI base-isolation systems are designed assuming the same values of the fundamental vibration period and equivalent viscous damping ratio. The nonlinear dynamic analysis is carried out with reference to near-fault earthquakes, selected and scaled on the design hypotheses adopted for the test structures.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.37-47
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• 2010

RC교량이 내진성능을 확보하기 위해서는 교각의 연성도가 목표연성도에 도달하기 전에 발생하는 전단파괴가 방지되어야 한다. 이를 위해서는 신뢰성 있는 전단강도 평가식이 요구된다. 횡하중을 받는 RC기둥의 전단강도는 변위연성도의 증가에 따라 감소 하는 특성을 나타낸다. 다수의 연구자에 의해 전단강도 식이 제안되어 있으나 변위연성도가 작은 구역에서의 초기전단강도와 연성도 증가에 따른 전단강도의 감소율에서 많은 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 저자들이 제안한 초기전단강도를 기본으로 하여 다른 연구자에 의해서 수행된 많은 기둥실험 결과를 분석하여 변위연성도를 고려한 새로운 전단강도 평가식을 제안하였다, 제안된 평가식은 다른 평가식과의 비교를 통해 정확도가 크게 개선된 것을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.231-242
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• 2016

대형기둥의 제작성과 시공성을 고려한 철근콘크리트기둥-강재보 접합부의 상세를 제안하였으며, 이를 적용한 접합부의 내진성능을 연구하였다. 접합부의 보강을 위하여, 교차보, 스터드, U형 타이 등의 상세를 고려하였다. 내진성능의 평가를 위해, 2/3 스케일의 대형내부접합부에 대하여 반복가력실험을 수행하였다. 실험체들은 층간변위비 4.0%를 넘는 우수한 변형능력을 발휘하였으며, 보의 항복과 접합부의 항복이 동시에 발생하였다. 최종적으로는, 접합부의 전단파괴로 하중이 감소하였다. 실험강도는 기존 설계모델과 비교되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권6호
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• pp.745-757
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• 2018

The inclusion of a ductile steel bracing as means of repairing an earthquake-damaged bridge bent is evaluated and experimentally assessed for the purposes of restoring the damaged bent's strength and stiffness and further improving the energy dissipation capacity. The study is focused on substandard reinforced concrete multi-column bridge bents constructed in the 1950 to mid-1970 in the United States. These types of bents have numerous deficiencies making them susceptible to seismic damage. Large-scale experiments were used on a two-column reinforced concrete bent to impose considerable damage of the bent through increasing amplitude cyclic deformations. The damaged bent was then repaired by installing a ductile fuse steel brace in the form of a buckling-restrained brace in a diagonal configuration between the columns and using post-tensioned rods to strengthen the cap beam. The brace was secured to the bent using steel gusset plate brackets and post-installed adhesive anchors. The repaired bent was then subjected to increasing amplitude cyclic deformations to reassess the bent performance. A subassemblage test of a nominally identical steel brace was also conducted in an effort to quantify and isolate the ductile fuse behavior. The experimental data from these large-scale experiments were analyzed in terms of the hysteretic response, observed damage, internal member loads, as well as the overall stiffness and energy dissipation characteristics. The results of this study demonstrated the effectiveness of utilizing ductile steel bracing for restoring the bent and preventing further damage to the columns and cap beams while also improving the stiffness and energy dissipation characteristics.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제16권4호
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• pp.493-517
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• 2003

Attempts at improving beam-column joint performance has resulted in non-conventional ways of reinforcement such as the use of the crossed inclined bars in the joint area. Despite the wide accumulation of test data, the influence of the crossed inclined bars on the shear strength of the cyclically loaded exterior beam-column joints has not yet been quantified and incorporated into code recommendations. In this study, the investigation of joints has been pursued on two different fronts. In the first approach, the parameters that influence the behaviour of the cyclically loaded beam-column joints are investigated. Several parametric studies are carried out to explore the shear resisting mechanisms of cyclically loaded beam-column joints using an experimental database consisting of a large number of joint tests. In the second approach, the mechanical behaviour of joints is investigated and the equations for the principal tensile strain and the average shear stress are derived from joint mechanics. It is apparent that the predictions of these two approaches agree well with each other. A design equation that predicts the shear strength of the cyclically loaded exterior beam-column joints is proposed. The design equation proposed has three major differences from the previously suggested design equations. First, the influence of the bond conditions on the joint shear strength is considered. Second, the equation takes the influence of the shear transfer mechanisms of the crossed inclined bars into account and, third, the equation is applicable on joints with high concrete cylinder strength. The proposed equation is compared with the predictions of the other design equations. It is apparent that the proposed design equation predicts the joint shear strength accurately and is an improvement on the existing code recommendations.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.67-80
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• 2009

내진설계의 기본적인 개념은 지진 시 요구되는 연성도 이상의 변형성능을 확보하는 것이다. 기둥의 경우 소성힌지 영역에 적절한 횡철근을 배근함으로써 이를 실현할 수 있다. 가장 경제적인 설계를 위해서는 횡구속 콘크리트의 응력-변형률 특성에 기초하여 횡철근량을 산정하는 것이다. 우리나라(도로교 설계기준)에서는 목표연성도를 단일화하여 동일한 횡철근을 제공하고 있으나 일본에서는 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 곡선식을 제공함으로써 경제적으로 소요 횡철근량을 산정하고 있다. 이러한 재료레벨(응력-변형도)의 특성을 사용하면 설계는 어려워지지만 보다 경제적인 설계가 가능하며 이는 성능에 기반한 내진설계의 경향과도 부합된다. 이 연구에서는 현행 도로교설계기준의 갈고리상세에 부합되는 횡철근을 배치한 부재에 대해 횡철근량을 변수로 하여 응력-변형률 실험을 수행하였다. 응력-변형률 특성을 정량적으로 평가할 수 있는 인자를 도입하여 실험결과와 기존의 콘크리트 모델식을 비교 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.129-132
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• 2008

병렬 전단벽구조의 이상적인 거동을 만족시키기 위한 대안의 하나로 철근콘크리트커 플링보에 전단 성능이 우수한 철골 플레이트를 매립하는 방안이 제시되었다. Lam의 연구에 의하면 플레이트를 보강한 시험체가 기존의 철근 콘크리트 커플링보에 비하여 내진성능이 매우 우수한 것을 제시하고 있다. 철골 플레이트 커플링보는 철골 부재와 철근콘크리트 부재로 구성된 합성구조이다. 따라서 철골 부재는 강구조 설계 기준에 의해 설계하고, 철근콘크리트 부재는 철근콘크리트 설계기 준에 의해 설계하여 중첩시키는 방법으로 설계한다. 그러나 아직까지 합성구조에 대한 설계 기준이 마련되어 있지 않은 이유로 본연구에서는 실무에서 쓰이는 기준식의 평가를 통하여 철골 커플링보의 안전성을 검토하고자 한다. 기존 연구의 데이터를 통계학적 분석방법을 이용하여, ACI 기준식과 BS 기준식을 각각 검증하였다. 분석 결과 철근콘크리트의 전단력과 철골 플레이트의 전단력을 중첩하여 계산하는 철골 플레이트 커플링보에 대한 현재의 실무에서의 설계방법은 기존의 실험결과와 비교하면 적절한 설계방법으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.241-244
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• 2008

RC 플랫 플레이트 골조는 중력저항 시스템으로 설계하고, 횡력저항 시스템인 전단벽이나 모멘트 골조를 같이 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 지진하중과 같은 횡하중은 횡력저항 시스템의 변형을 일으키며 일체로 연결된 중력저항 시스템도 예상치 않았던 횡변위가 발생하여, 접합부에서 큰 불균형 모멘트가 발행하게 된다. 따라서 횡하중에 의해 유발된 불균형모멘트의 고려가 필요하며, �躍꼭患� 파괴를 정확하게 예측할 수 있어야 한다. 본 연구는 RC 플랫 플레이트 골조의 내진성능평가를 위하여 슬래브-기둥 접합부의 비선형 거동을 예측하기 위한 해석모델을 개발하였다. 해석모델의 검증을 위하여 중력전단비가 다른 2개의 2경간 플랫 플레이트 구조물의 실험결과와 해석모델의 결과를 비교하였다. 그 결과 개발된 해석모델은 실험체의 뚤림전단파괴 및 파괴모드를 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권2호
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• pp.163-173
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• 2019

For Special Concentrically Braced Frame (SCBF), it is common that the damage concentrates at a certain story instead of spreading over all stories. Once the damage occurs, the soft-story mechanism is likely to take place and possibly to result in the failure of the whole system with more damage accumulation. In this study, we use a strongback column which is an additional structural component extending along the height of the building, to redistribute the excessive deformation of SCBF and activate more structural members to dissipate energy and thus avoid damage concentration and improve the seismic performance of SCBF. We tested one-third-scaled, three-story, double-story X SCBF specimens with static cyclic loading procedure. Three specimens, namely S73, S42 and S0, which represent different combinations of stiffness and strength factors ${\alpha}$ and ${\beta}$ for the strongback columns, were designed based on results of numerical simulations. Specimens S73 and S42 were the specimens with the strongback columns, and S0 is the specimen without the strongback column. Test results show that the deformation distribution of Specimen S73 is more uniform and more brace members in three stories perform nonlinearly. Comparing Drift Concentration Factor (DCF), we can observe 29% and 11% improvement in Specimen S73 and S42, respectively. This improvement increases the nonlinear demand of the third-story braces and reduces that of the first-story braces where the demand used to be excessive, and, therefore, postpones the rupture of the first-story braces and enhances the ductility and energy dissipation capacity of the whole SCBF system.