• Earthquakes and Structures
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• 제21권5호
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• pp.515-530
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• 2021

In a tall reinforced concrete (RC) core wall system subjected to strong ground motions, inelastic behavior near the base as well as mid-height of the wall is possible. Generally, the formation of plastic hinge in a core wall system may lead to extensive damage and significant repairing cost. A new configuration of core structures consisting of buckling restrained braced frames (BRBFs) and RC walls is an interesting idea in tall building seismic design. This concept can be used in the plan configuration of tall core wall systems. In this study, tall buildings with different configurations of combined core systems were designed and analyzed. Nonlinear time history analysis at severe earthquake level was performed and the results were compared for different configurations. The results demonstrate that using enough BRBFs can reduce the large curvature ductility demand at the base and mid-height of RC core wall systems and also can reduce the maximum inter-story drift ratio. For a better investigation of the structural behavior, the probabilistic approach can lead to in-depth insight. Therefore, incremental dynamic analysis (IDA) curves were calculated to assess the performance. Fragility curves at different limit states were then extracted and compared. Mean IDA curves demonstrate better behavior for a combined system, compared with conventional RC core wall systems. Collapse margin ratio for a RC core wall only system and RC core with enough BRBFs were almost 1.05 and 1.92 respectively. Therefore, it appears that using one RC core wall combined with enough BRBF core is an effective idea to achieve more confidence against tall building collapse and the results demonstrated the potential of the proposed system.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권5호
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• pp.475-498
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• 2024

The prediction of the susceptibility of soil to liquefaction using a limited set of parameters, particularly when dealing with highly unbalanced databases is a challenging problem. The current study focuses on different ensemble learning classification algorithms using highly unbalanced databases of results from in-situ tests; standard penetration test (SPT), shear wave velocity (V_s) test, and cone penetration test (CPT). The input parameters for these datasets consist of earthquake intensity parameters, strong ground motion parameters, and in-situ soil testing parameters. liquefaction index serving as the binary output parameter. After a rigorous comparison with existing literature, extreme gradient boosting (XGBoost), bagging, and random forest (RF) emerge as the most efficient models for liquefaction instance classification across different datasets. Notably, for SPT and V_s-based models, XGBoost exhibits superior performance, followed by Light gradient boosting machine (LightGBM) and Bagging, while for CPT-based models, Bagging ranks highest, followed by Gradient boosting and random forest, with CPT-based models demonstrating lower G_mean(error), rendering them preferable for soil liquefaction susceptibility prediction. Key parameters influencing model performance include internal friction angle of soil (ϕ) and percentage of fines less than 75 µ (F₇₅) for SPT and V_s data and normalized average cone tip resistance (q_c) and peak horizontal ground acceleration (a_max) for CPT data. It was also observed that the addition of V_s measurement to SPT data increased the efficiency of the prediction in comparison to only SPT data. Furthermore, to enhance usability, a graphical user interface (GUI) for seamless classification operations based on provided input parameters was proposed.

• 한국지구과학회지
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• 제28권7호
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• pp.762-774
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• 2007

이 연구의 목적은 개념의 원형적 표현인 그림 그리기로 고등학교 1학년 학생들 사이에 널리 퍼져 있는 판구조론에 관한 오개념을 조사하는 것이었다. 이를 위하여 7차 교육과정의 내용 요소와 고등학교 11종 과학 교과서의 원형적 표현을 분석하여 판구조론에 관한 6가지 개념을 선정하고, 이를 바탕으로 판구조론에 관한 개념 그리기 질문지를 개발하였다. 대구광역시 소재 인문계 고등학교 1학년 학생 134명을 대상으로 자료를 수집하여 분석한 결과 첫째, 판의 구조에 관한 오개념은 전체의 38%인 '맨틀 최상부형' 오개념과 18%인 '지각형' 오개념이 과반수 이상을 차지했다. 둘째, 판의 분포에 관한 오개념은 전체의 37%인 '금이 간 지진대형' 오개념과 14%인 '지진 빈도형' 오개념이 과반수 이상을 차지했다. 셋째, 해양지각-해양지각 발산형 판 경계에서 해령 형성에 관한 오개념은 전체의 32%인 '발산형' 오개념과 29%인 '충돌형'오개념이 과반수 이상을 차지했다. 넷째, 대륙지각-대륙지각 수렴형 판 경계에서 산맥 형성에 관한 오개념은 '충돌형' 오개념이 전체의 70%로 과반수 이상을 차지했다. 다섯째, 해양지각-대륙지각 수렴형 판 경계에서 산맥 형성에 관한 오개념은 전체의 34%인 '선입형' 오개념과 23%인 '단층형' 오개념이 과반수 이상을 차지했다. 여섯째, 해양지각-해양지각 변환 단층 경계에서 변환 단층에 관한 오개념은 전체의 30%인 '방향형' 오개념과 10%인 '구간형' 오개념이 과반수에 근접했다. 이 연구에서 판구조론에 관한 학생들의 그림은 대부분이 비슷한 오개념을 나타내고 있었는데 이것은 개념 그리기가 학생들 사이에 널리 퍼져 있는 오개념의 강력한 증거로 활용될 수 있음을 시사한다. 또한 이 연구의 결과는 판구조론 교수-학습의 기초 자료로서 교사들에게 유용하게 사용될 수 있다는 점에서 의의가 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제20권1호
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• pp.25-32
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• 2017

이 연구는 동아시아 지역의 지각과 상부맨틀의 3차원 SH파 속도구조 및 지진파 속도 방사 이방성을 알아보기 위하여 수행되었다. SH파 속도모델은 한국과 일본, 중국에 설치되어 있는 광대역 지진관측소에 기록된 지진자료로부터 러브파 군속도 분산 자료를 획득한 후 이를 역산하여 구하였다. 군속도 분산곡선은 총 3,369개의 파선경로에 대하여 다중필터기법을 사용하여, 접선 성분에 기록된 주기 3 ~ 150 초 범위의 러브파 군속도를 획득하였다. 획득한 군속도자료를 역산하여 깊이 100 km까지의 SH파 속도구조를 계산하였다. 10 ~ 40 km 깊이에서 동해지역은 일본지역보다 SH파 속도가 빠르게 나타난다. 고속도 이상이 나타나는 깊이로 판단할 때, 모호면의 깊이는 동해의 경우 10 ~ 20 km 사이, 한반도의 경우에는 35 km 부근에서 모호면이 존재한다고 생각된다. 50 km 깊이에서 동해지역은 강한 저속도 이상이 관측이 되고, 저속도 이상이 나타나는 깊이로 판단할 때, 50 km 부근에 암석권과 연약권의 경계가 존재한다고 생각된다. 연구지역 아래 50 ~ 100 km 깊이에서는 저속도 이상이 광범위하게 관측된다. 지진파 속도 이방성은 35 km 깊이 까지는 평균적으로 SH파의 속도가 빠른 양의 이방성을 보이며, 그보다 더 깊은 깊이에서는 평균적으로 SV파의 속도가 빠른 음의 이방성이 관측된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.86-95
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• 2006

Brillouin backscatter is a type of reflection that occurs when light is shone into an optical fibre. Brillouin reflections are very sensitive to changes in the fibre arising from external effects, such as temperature, strain and pressure. We report here several case studies on the measurement of strain using Brillouin reflections. A mechanical bending test of an I beam, deployed with both fiber optic sensors and conventional strain gauge rosettes, was performed with the aim of evaluating: (1) the capability and technical limit of the DTSS technology for strain profile sensing; (2) the reliability of strain measurement using fiber optic sensor. The average values of strains obtained from both DTSS and strain gauges (corresponding to the deflection of I beam) showed a linear relationship and an excellent one-to-one match. A practical application of DTSS technology as an early warning system for land sliding or subsidence was examined through a field test at a hillside. Extremely strong, lightweight, rugged, survivable tight-buffered cables, designed for optimal strain transfer to the fibre, were used and clamped on the subsurface at a depth of about 50cm. It was proved that DTSS measurements could detect the exact position and the progress of strain changes induced by land sliding and subsidence. We also carried out the first ever distributed dynamic strain measurement (10Hz) on the Korean Train eXpress(KTX) railway track in Daejeon, Korea. The aim was to analyse the integrity of a section of track that had recently been repaired. The Sensornet DTSS was used to monitor this 85m section of track while a KTX train passed over. In the repaired section the strain increases to levels of 90 microstrain, whereas in the section of regular track the strain is in the region of 30-50 microstrain. The results were excellent since they demonstrate that the DTSS is able to measure small, dynamic changes in strain in rails during normal operating conditions. The current 10km range of the DTSS creates a potential to monitor the integrity of large lengths of track, and especially higher risk sections such as bridges, repaired track and areas at risk of subsidence.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.88-98
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• 2011

조적조 구조물은 전 세계적으로 중 저층 주거시설, 상업시설, 종교용 건축물, 학교, 관공서 등의 용도로 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나 조적벽체는 조적개체와 모르타르의 이질재료를 접착하여 쌓는 방식의 구조벽체로 지진과 같은 횡력 발생 시 접착력을 잃거나 미끄러지면서 파괴될 수 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하고자 조적식 구조물의 내진보강 기법을 제안하였으며, 진동대 실험을 통하여 내진 성능을 검증하였다. 진동대 실험 결과, 본 연구에서 제안한 내진보강 기법을 이용한 벽체는 한국 건축설계 기준이 제시하는 내진 기준인 0.14g와 미국 IBC에서 제시하는 내진 기준인 0.4g에서 모두 최종 파괴에 도달하지 않았다. 그러나, 0.14g 이상의 지진을 경험한 면외방향 실험체의 경우 급격한 강성저하가 관찰되어, 적절한 보수 보강이 필요할 것으로 예측된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.113-125
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• 2017

본 연구는 전산실험을 통해 중규모 건물에 설치한 수동형 TMD의 매개변수에 대한 가중 다목적 최적화 설계를 다루고 있다. MATLAB으로 수치 시뮬레이션 코드를 작성함으로써 지진하중에 대한 동적응답을 파악하였으며 중심합성계획법과 반응표면법으로 구성한 전산실험을 기반으로 하는 가중 다목적 최적화 기법을 적용하여 TMD의 최적 동조 매개변수를 찾고자 하였다. 본 연구에서는 10층 건물을 대상으로 El Centro를 벤치마크 지진으로 가진하여 반응모델을 생성하고, AHP를 이용하여 반응변수 사이의 상대적 중요도를 산출한 후 가중다목적최적화 설계를 실시하였다. 본 연구의 방법으로 최적화된 매개변수를 가진 TMD는 지진 응답을 효과적으로 저감하였다. El Centro 지진이 작용하는 경우 RSM 기반 가중 다목적 최적설계방법으로 최적화한 TMD의 진동수 응답과 최상층 평균제곱변위는 비제진시보다 각각 31.6%와 82.3% 향상되었고, 모든 적용 지진에서 기존 설계법보다 동등 또는 이상의 성능을 가진 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권2호
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• pp.139-156
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• 1995

지반진동특성의 지진공학적인 정밀측정의 일환으로 지반진동의 탁월주기와 지반진동의 거리에 따른 감쇠특성을 현장실험을 통하여 조사하였다. 이 조사는 세가지 부분의 실험을 통하여 결과를 얻었다. 첫째, 지반의 탁월주기는 고감도 디지탈 속도지진계-3축성분 속도계를 이용하는 Seismometer와 디지탈 Seismograph를 이용하여 지반과 건물에서 일정한 주기를 가진 연속적인 미소진동으로 부터 지반 및 건물진동의 탁월주기를 계측하였다. 지반에서의 탁월주기는 0.18~0.23 sec, 건물2층의 탁월주기는 0.26~0.31 sec였다. 둘째, 지반 구조조사는 디지탈 탄성파탐사기를 이용하여 굴절법을 이용한 탄성파탐사를 실시하였다. 실험장소인 한양대학교 안산캠퍼스의 지층구조는 상부층(표토층: surface layer)은 저속도층으로서 662m1s, 하부층(지반층: base ground)은 2210m/s의 P파 속도를 갖고, 주시곡선도로부터 표토층의 두께는 약 7m로 검측되었다. 이것은 7m두깨의 표토층(top soil)과 그 하부에 사질 점토성의 지반층(base ground)이 존재함을 암시한다. 셋째, Seisgun을 이용하여 인공적인 탄성파 에너지원을 만들어 지반의 진동 감쇠특성을 조사 하였다. 거리 감쇠상수(spatial attenuation conf$\ulcorner$icient) Y는 거리에 따른 진폭 을 계산하여 Z-성분(vertical)은 0.0137, X-성분(longitudinal)은 0.0025, Y-성분(transverse)은 0.0290이고 Spatial QP의 값은 각각 5.913~7.575, 32.371 ~41.452, 2.794~3.579의 값이 산출되었었다. 이 결과 다른 두성분에 비해서 종방향(z-성분, longitudinal)성분은 감쇠경향이 낮음을 알 수 있다. 그러므로 이 경우에 구조물 설계시 종방향(x-성분, longitudinal)성분에 대 한 내진설계가 고려 되어야 할 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.517-524
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• 2014

구조물의 내용연수 동안 예상되는 지진에 대한 피해와 손실을 최소화하는 것이 내진설계의 최종적인 목표로 볼 수 있다. 이러한 목표를 만족시키기 위한 개념으로 지진하중에 대한 구조물의 손상확률을 나타내는 지진취약도를 작성하여 지진에 대한 구조물의 확률론적 성능평가를 수행한 후, 해당 지역에서 발생 가능한 지진에 대한 연간 초과확률로 표현되는 지진위험도를 활용하여 연간 손실 발생확률을 산정하는 절차를 제시한다. 본 연구는 미국 강진지역의 지진하중을 고려하여 설계된 철골모멘트골조에 대해 취약도를 정량적으로 평가하고 연간 손실 발생확률을 예측하다. 또한 HAZUS의 철골모멘트골조 대표건축물에 대한 손실 평가결과를 비교하였으며, 그 결과 HAZUS에 의한 연간손실이 보수적으로 산정됨을 알 수 있었다. 제시된 방법으로부터 해당 구조물의 내진성능 및 연간 손실 평가를 할 수 있으며, 향후 관련 연구에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권4호
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• pp.381-394
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• 2003

While constructing multistorey buildings with reinforced concrete framed structures it is a common practice to provide parking space for vehicles at the ground floor level. This floor will generally consist of open frames without any infilled walls and is called an open-storey. From a post disaster damage survey carried out, it was noticed that during the January 26, 2001 Bhuj (Gujarat, India) earthquake, a large number of reinforced concrete framed buildings with open-storey at ground floor level, suffered extensive damage and in some cases catastrophic collapse. This has brought into sharp focus the need to carry out systematic studies on the seismic vulnerability of such buildings. Determination of vulnerability requires realistic structural response estimations taking into account the stochasticity in the loading and the system parameters. The stochastic finite element method can be effectively used to model the random fields while carrying out such studies. This paper presents the details of stochastic finite element analysis of a five-storey three-bay reinforced concrete framed structure with open-storey subjected to standard seismic excitation. In the present study, only the stochasticity in the system parameters is considered. The stochastic finite element method used for carrying out the analysis is based on perturbation technique. Each random field representing the stochastic geometry/material property is discretised into correlated random variables using spatial averaging technique. The uncertainties in geometry and material properties are modelled using the first two moments of the corresponding parameters. In evaluating the stochastic response, the cross-sectional area and Young' modulus are considered as independent random fields. To study the influence of correlation length of random fields, different correlation lengths are considered for random field discretisation. The spatial expectations and covariances for displacement response at any time instant are obtained as the output. The effect of open-storey is modelled by suitably considering the stiffness of infilled walls in the upper storey using cross bracing. In order to account for changes in soil conditions during strong motion earthquakes, both fixed and hinged supports are considered. The results of the stochastic finite element based seismic analysis of reinforced concrete framed structures reported in this paper demonstrate the importance of considering the effect of open-storey with appropriate support conditions to estimate the realistic response of buildings subjected to earthquakes.