• Structural Engineering and Mechanics
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• 제20권4호
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• pp.421-434
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• 2005

In this paper, the finite element method is applied to investigate the effect of the lateral boundary in homogenous soil on the seismic response of a superstructure. Some influencing factors are presented and discussed, and several parameters are identified to be important for conducting soil-structure interaction experiments on shaking tables. Numerical results show that the cross-section width L, thickness H, wave propagation velocity and lateral boundaries of soil layer have certain influences on the computational accuracy. The dimensionless parameter L/H is the most significant one among the influencing factors. In other words, a greater depth of soil layer near the foundation should be considered in shaking table tests as the thickness of the soil layer increases, which can be regarded as a linear relationship approximately. It is also found that the wave propagation velocity in soil layer affects the numerical accuracy and it is suggested to consider a greater depth of the soil layer as the wave propagation velocity increases. A numerical study on a soil-structure experimental model with a rubber ring surrounding the soil on a shaking table is also conducted. It is found the rubber ring has great effect on the soil-structure interaction experiments on shaking table. The experimental precision can be improved by reasonably choosing the elastic parameter and width of the rubber ring.

• 전산구조공학
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• 제6권1호
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• pp.127-135
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• 1993

본 논문은 에너지 분산장치의 일종인 점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 거동에 관한 연구이다. 평상온도에서 뿐만아니라 높은 주변온도 하에서도 점탄성 감쇠기를 설치한 건물은 이를 설치하지 않은 건물에 비해서 구조응답이 현저히 감소함을 나타낸다. 감쇠기에 대한 실험에서 얻은 결과를 회귀분석하여 감쇠기의 동적특성을 산정할 수 있는 실험식을 유도한다. 감쇠기를 설치한 건물의 구조감쇠는 모드 변형에너지법과 유도된 실험식을 이용하여 성공적으로 예측할 수 있다. 또한, 점탄성 감쇠된 건물의 지진하중에 의한 동적 구조응답을 예측하기 위하여 수치모형해석을 수행한다. 수치모형해석의 결과는 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타나 일반적인 모드해석방법에 의해 점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 동적거동을 정확하게 예측할 수 있음을 보여준다. 이러한 결과를 토대로, 점탄성 감쇠기를 설치한 건물에 대한 설계방법을 제시한다. 이 설계방법은 일반적인 건물의 설계에 감쇠비라는 설계요소를 추가함으로서 가능해진다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권1호
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• pp.59-66
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• 2017

Modern seismic codes rely on performance-based seismic design methodology which requires that the structures withstand inelastic deformation. Many studies have focused on the inelastic deformation ratio evaluation (ratio between the inelastic and elastic maximum lateral displacement demands) for various inelastic spectra. This paper investigates the inelastic response spectra through the ductility demand ${\mu}$, the yield strength reduction factor $R_y$, and the inelastic deformation ratio. They depend on the vibration period T, the post-to-preyield stiffness ratio ${\alpha}$, the peak ground acceleration (PGA), and the normalized yield strength coefficient ${\eta}$ (ratio of yield strength coefficient divided by the PGA). A new inelastic deformation ratio $C_{\eta}$ is defined; it is related to the capacity curve (pushover curve) through the coefficient (${\eta}$) and the ratio (${\alpha}$) that are used as control parameters. A set of 140 real ground motions is selected. The structures are bilinear inelastic single degree of freedom systems (SDOF). The sensitivity of the resulting inelastic deformation ratio mean values is discussed for different levels of normalized yield strength coefficient. The influence of vibration period T, post-to-preyield stiffness ratio ${\alpha}$, normalized yield strength coefficient ${\eta}$, earthquake magnitude, ruptures distance (i.e., to fault rupture) and site conditions is also investigated. A regression analysis leads to simplified expressions of this inelastic deformation ratio. These simplified equations estimate the inelastic deformation ratio for structures, which is a key parameter for design or evaluation. The results show that, for a given level of normalized yield strength coefficient, these inelastic displacement ratios become non sensitive to none of the rupture distance, the earthquake magnitude or the site class. Furthermore, they show that the post-to-preyield stiffness has a negligible effect on the inelastic deformation ratio if the normalized yield strength coefficient is greater than unity.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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• pp.28-35
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• 2000

The quality factor and the seismic source parameters such as the $\chi$ corner frequency and the stress drop were estimated from the small-to-medium instrumental earthquake data in south Korea. The Q facter with 95% confidence level ranges from 1519 to 2158. The regression equation of $\chi$in terms of epicentral distance R, is obtained as $\chi$=0.006717+0.00015R. And the stress drop is estimated as 50 bar which is similar to the previous results carried out by independent researchers. Artificial ground motions were simulated using the estimated earthquake parameter values and compared with real earthquake, The simulated response spectrum is very similar to real one.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권5호
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• pp.1031-1049
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• 2015

This paper highlights the role of innovative vibration control system based on two promising properties in a parallel configuration. Hybrid device consists of two main components; recentering wires of shape memory alloy (SMA) and steel pipe section as an energy dissipater element. This approach concentrates damage in the steel pipe and prevents the main structural members from yielding. By regulation of the main adjustable design parameter, an optimum performance of the device is obtained. The effectiveness of the device in passive control of structures is evaluated through nonlinear time history analyses of a five-story steel frame with and without the hybrid device. Comparing the results proves that the hybrid device has a considerable potential to mitigate the residual drift ratio, peak absolute acceleration and peak interstory drift of the structure.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권3호
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• pp.253-271
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• 2012

Finite element (FE) model updating is a useful tool for global damage detection technique, which identifies the damage of the structure using measured vibration data. This paper presents the application of a finite element model updating method to detect the damage of a small-scale reinforced concrete building structure using measured acceleration data from shaking table tests. An iterative FE model updating strategy using the least-squares solution based on sensitivity of frequency response functions and natural frequencies was provided. In addition, a side constraint to mitigate numerical difficulties associated with ill-conditioning was described. The test structure was subjected to six El Centro 1942 ground motion histories with different Peak Ground Accelerations (PGA) ranging from 0.06 g to 0.5 g, and analytical models corresponding to each stage of the shaking were obtained using the model updating method. Flexural stiffness values of the structural members were chosen as the updating parameters. In model updating at each stage of shaking, the initial values of the parameter were set to those obtained from the previous stage. Severity of damage at each stage of shaking was determined from the change of the updated stiffness values. Results indicated that larger reductions in stiffness values occurred at the slab members than at the wall members, and this was consistent with the observed damage pattern of the test structure.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.9-19
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• 2016

Permanent deformation plays a key role in performance based earthquake resistant design. In order to estimate permanent deformation after earthquake, it is essential to secure reliable response history analysis(RHA) as well as earthquake scenario. This study focuses on permanent deformation of an inverted T-type wall under earthquake. The study is composed of two separate parts. The first one is on the verification of RHA and the second one is on an effect of input earthquake motion. The former is discussed in companion paper and the latter in this paper. In order to investigate the effect of an input earthquake motion on the permanent deformation, three bins of spectral matched real earthquake records with different magnitude, regions, epicentral distance are constructed. Parametric study was performed using the verified RHA through the companion paper for each earthquake records in the bins. The most influential parameter affecting permanent displacement is magnitude. The other parameters describing earthquake motion are not significant enough to increase permanent displacement of the inverted T-type wall except for energy related parameters(AI, CI, SEI).

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.271-277
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• 2020

여러 센서를 이용한 구조물의 구조 응답을 모니터링하는 사례가 증가하고 있다. 그러나 비용과 관리 문제로 인해 제한된 센서만이 구조물에 설치되어 일부의 구조 응답만을 수집하는 경우가 대부분이다. 이는 구조물의 전체 거동을 분석하는데 장애요소로 작용하게 된다. 따라서 제한된 센서를 이용해 센서가 설치되지 않은 위치에서의 응답을 신뢰할 수 있는 수준으로 예측하는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 제한된 정보를 이용해 저층 건물 구조물의 지진 응답을 예측하는 해석적 연구를 수행한다. 활용 가능한 응답 정보는 1층과 최상층의 가속도 응답만을 사용할 수 있다고 가정한다. 두 정보를 이용하면 구조물의 1차 고유진동수를 얻을 수 있다. 1층 가속도 정보는 구조물의 가력 정보로 활용한다. 최상층의 가속도이력응답에 대한 오차와 대상 구조물의 1차 고유진동수 오차를 최소화하는 구조물의 질량과 강성 정보를 유전자알고리즘을 이용해 예측하는 기법을 제시한다. 제약조건은 고려하지 않는다. 탐색공간을 의미하는 설계변수의 범위를 결정하기 위해 인공신경망 기반의 파라미터 예측기법을 제시한다. 또한 유전자알고리즘을 통해 얻게 되는 해를 개선시키기 위해 앞서 언급한 인공신경망을 활용한다. 제시한 기법을 검증하기 위해 5층 구조물 예제를 사용한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.73-86
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• 1998

본 논문의 목적은 현재 국내에서 개발중인 KALIMER(Korea Advanced Liquid Metal Reactor) 액체금속로의 면진설계지침서에 포함될 고감쇠 적층고무베어링에 대한 전단 강성 평가법 히스테레틱 거동해석법 그리고 대변형에서의 종국거동 해석법을확립하고자하는데 있다 이를 위하여 1/8축소규모의 고감쇠 적층고무베어링을 설계제작하고 특성실험을 수행하여 제안된 전단강성식의 타당성을 검토하였다 그리고 비선형 수정 Rate 모델을 사용한 적층고무베어링의 히스테레틱 거동해석을 수행하기 위하여 히스테레틱실험결과로부터 성능특성식을 구하고 이를 1자유도계를 이용한 지진해석에 적용하여 실험결과와 비교함으로서 제안된 모델의 정확성을 입증하였다 본 논문에서 사용한 고감쇠 적층고무베어링에 대한 대변형에서의 안정성을 평가하기 위하여 수정 Macro 모델을 이용한 종국거동해석을 수행하였다 종국거동 해석결과로부터 안정성평가를 위하여 안정전단변형한계(Critcal shear strain)를 정의하였으며 해석결과 수직하중이 증가함에 따라서 안정전단변형한계가 급격히 감소함을 알수 있었다 본논문에 사용된 고감쇠 적층고무베어링은 설계수직하중에 대해서는 종국거동에서이 존재하지 않았으나 설계수직하중의 약 5배가 작용할 경우가 350% 전단변형률부터 불안정 천이현상이 발생하였으며 약 7배가 작용할 경우에 안정전단변형한계는 340%로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권2호
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• pp.33-44
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• 1989

본 논문에서는 지진하중시에 원자력구조물에 발생되는 지반-원자력 구조물의 확률론적 동적상호작용에 대하여 연구하였다. 상호작용 해석에는 주파수 영역에서 해석하는 Complex Response Method 를 사용하였으며, 지반의 Near Field 해석에는 유한요소법을 또한 Far Field의 고려에는 여러 전달 경계방법중 무한요소를 형성하여 해석을 수행하였다. 특히 구조들 하부의 지반의 무작위성을고려하 기 위하여 비확정론적 해석방법을 수행하였다. 지반의 제반 Parameter들의 불확정성이 구조물의 거 동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 민감도 해석을 수행하였으며, 비확정론적 해석방법으로는 Perturbation 방법과 Rosenblueth의 Tlvo-point Estimate 방법 각각을 이용하여 프로그램을 개발하 였으며 두 방법의 결과에 대한 비교 검토를 하였다. 민감도 해석 결과 지반의 불확정성이 구조물의 거동에 상당히 큰 영향을 미치게 됨을 알 수 있었으며, 상기한 두 방법에 의한 예제해석 결과가 만 족할 만큼 일치하는 결과를 보임을 알 수 있었다.