• 터널과지하공간
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• 제21권6호
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• pp.471-479
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• 2011

최근 한반도 및 주변해역에서 발생한 규모 4.8 이상의 5개 중규모 지진으로부터 관측된 속도 지반운동 파형을 이용하여 수평 응답스펙트럼을 분석하고 결과를 우선 가속도 지반운동을 이용하여 얻어진 수평 응답스펙트럼, 국내 원자력 관련 구조물의 내진설계 기준, 마지막으로 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준과 각각 비교하였다. 연구에 이용된 지반운동은 수평성분 102개(NS 및 EW 성분 포함)이며 고유진동수에 따른 응답을 구하고 각각의 최대 지반 속도 값을 이용하여 정규화 분석을 수행하였다. 첫째, 가속도 응답스펙트럼과 비교한 결과 속도 응답스펙트럼 값은 특히 중간주기에서 높은 응답을 보여 주었고 이에 비해 가속도 응답스펙트럼은 특히 단주기 즉 높은 고유진동수 영역에서 높은 응답을 보여 주었다. 둘째, 국내 원자력시설물의 내진기준으로 이용되고 있는 Reg. Guide 1.60과 비교한 결과 속도 응답스펙트럼 값은 약 6-7Hz를 시작점으로 보다 낮은 장주기 영역에서 기준값을 초과하는 현상을 보여 주었다. 셋째, 500년 재래주기에 해당하는 국내 일반 구조물 및 건축물 내진설계기준인 표준 설계응답스펙트럼을 SC, SD 및 SE지반 조건과 같은 3개 지반조건과 동시에 비교한 결과 차례로 약 1.5초, 2초 및 3초에서 시작하여 보다 장주기 영역에서 국내 일반 구조물 표준 설계 응답스펙트럼값을 초과하였다. 동일한 부지에서 일반적으로 가속도 응답스펙트럼은 단주기에서 가장 큰 값을 나타내며, 속도 응답 스펙트럼은 중간주기에서 가장 크며, 마지막으로 변위 응답스펙트럼은 장주기에서 가장 큰 값을 가진다는 국외 연구결과가 국내 지반운동을 이용한 결과에서 역시 적용가능하다는 점을 확인시켜 주었다. 최근 국내에서도 건축물의 초고층화 등으로 구조물의 디자인이 기존의 단주기에 비해 중간주기 및 장주기 영역이 상대적으로 강조되고 있어 이러한 중간주기영역에서 수평 응답스펙트럼의 정보는 향후 대단히 중요하다고 할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.169-177
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• 2021

In this paper, horizontal seismic responses of a structure built on a sunken mat foundation were compared with those built on a solid embedded mat foundation to investigate the effect of a sunken mat foundation on the horizontal response of a structure. Seismic analyses of a structure laid on the embedded mat foundation were performed by utilizing a pseudo-3D finite element software of P3DASS. Three bedrock earthquake records downloaded from the Pacific Earthquake Engineering Research Center database were scaled to reproduce weak-moderate earthquakes. Weak, medium, and stiff soil layers were considered for the seismic analyses of the structure-foundation-soil system. Parametric studies were performed for foundation radius, foundation embedment depth, and shear wave velocity of a soil layer to investigate their effect on the seismic response spectrum. The study result showed that the design spectrum of a structure built on a sunken mat foundation was similar to that with a solid embedded mat foundation showing a slight difference due to almost the same seismic base motion beneath both embedded foundations.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권5호
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• pp.957-976
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• 2015

Recently, two energy-based response parameters, i.e., the absolute and the relative elastic input energy equivalent velocity, have been receiving a lot of research attention. Several studies, in fact, have demonstrated the potential of these intensity measures in the prediction of the seismic structural response. Although some ground motion prediction equations have been developed for these parameters, they only provide marginal distributions without information about the joint occurrence of the spectral values at different periods. In order to build new prediction models for the two equivalent velocities, a large set of ground motion records is used to calculate the correlation coefficients between the response spectral values corresponding to different periods and components of the ground motion. Then, functional forms adopted in models from the literature are calibrated to fit the obtained data. A new functional form is proposed to improve the predictions of the considered models from the literature. The components of the ground motion considered in this study are the two horizontal ones only. Potential uses of the proposed equations in addition to the prediction of the correlation coefficients of the equivalent velocity spectral values are shown, such as the prediction of derived intensity measures and the development of conditional mean spectra.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권3호
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• pp.485-498
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• 2022

In near-fault earthquake prone areas, the velocity pulse-like seismic waves often results in excessive horizontal displacement for structures, which may result in severe structural failure during large or near-fault earthquakes. The recently developed isolator-gap damper (IGD) systems provide a solution for the large horizontal displacement of long period base-isolated structures. However, the hysteresis characteristics of the IGD system are significantly different from the traditional hysteretic behavior. At present, the hysteretic behavior is difficult to be reflected in the structural analysis and performance evaluation especially under random earthquake excitations for lacking of effective analysis models which prevent the application of this kind of IGD system. In this paper, we propose a mathematical hysteretic model for the IGD system that presents its nonlinear hysteretic characteristics. The equivalent linearization is conducted on this nonlinear model, which requires the variances of the IGD responses. The covariance matrix for the responses of the structure and the IGD system is obtained for random earthquake excitations represented by the Kanai-Tajimi spectrum by solving the Lyapunov equation. The responses obtained by the equivalent linearization are verified in comparison with the nonlinear responses by the Monte Carlo simulation (MCS) analysis for random earthquake excitations.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.1-8
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• 1999

지진의 수평지반운동으로 인해 유체저장탱크에 작용하는 수평하중의 산정에 있어서 유체수심에 대한 탱크저면길이의 비율에 따라 유용하게 사용할 수 있는 근사해법에 대하여 연구하였다 본 연구는 탱크벽체를 강체로 가정하고 구한 속도포텐셜이론을 적용하여 탱크의 지진하중을 산정한다. 유체저장탱크의 수평단면이 연직으로 일정하지만 그 형상은 원형, 직사각형, 불규칙형인 경우로 나누어 해석하였다 우선 주기적 지반운동(조화가진)에 대한 해를 구하고 이를 바탕으로 랜덤지진에 대한 시간영역해를 구하도록 한다. 예제해석결과 지진력은 적용하는 설계응답스펙트럼의 특성 탱크단면형, 수심에 대한 저면길이의 비율등에 따라 차이가 다소있으나 주로 고주파수 유효질량의 관성력이 지배적인 것으로 나타났다. 대체적으로 수심에 대하여 탱크저면길이가 상당히 크거나 작은 경우는 고주파수근사해를 써서 지진력을 효율적으로 산정할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.1-9
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• 2007

유전자 알고리즘을 이용하여 구조물의 지진응답해석에 사용할 인공 가속도시간이력을 작성하는 방법을 제시한다. 유전자 알고리즘을 적용하기 위해서 유전원질에 해당되는 결정변수로서 응답스펙트럼 값을 계산할 진동수를 결정하고, 산술평균 교차연산자와 산술비 돌연변이연산자를 제안한다. 이들 연산자와 전형적인 단순 교차연산자를 사용하여 설계응답스펙트럼에 부합하는 인공 지진파 작성에 사용한다. 또한 작성된 인공 가속도시간이력은 실제 계측되는 지진파의 몇 가지의 외형적 특성을 가져야 하므로 이를 고려한 인공 가속도시간이력이 작성되도록 한다. 이 외형적 특성으로는 가속도시간이력의 포락형태, 지진파의 2수평성분간의 상관관계, 지반의 최대가속도 - 최대속도 - 최대변위 관계 등이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.1-14
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• 2018

In this study, we develop and propose damping correction factors for the Korean standard design spectra. The newly proposed Korean standard design spectra has been given only for 5% damping ratio. But in practice, engineers need design spectra for damping values other than 5%. To obtain design spectra for various damping values from the standard spectra, damping correction factors are derived. These factors modify the shape of design spectra in accordance with the damping ratio. Response spectra for various damping values are calculated from the earthquake records that had been used to calculate standard design spectra. They consist of 55 records from 18 earthquakes occurred in overseas intraplate regions and Korea. The regressed spectra for the damping values ranging from 0.5% to 50 % are compared with standard spectra at three regions acceleration, velocity and displacement sensitive regions. The regression analysis of these data rendered formula for damping correction factors. Finally, a single formula for damping correction factors is recommended that is valid for both horizontal and vertical design spectra and that is applicable to the entire range of periods. One thing to note that recommended damping correction factors is valid for the design spectrum of the rock grounds because the design spectra was developed based on the earthquake records of the rock ground.