• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
• /
• pp.373-376
• /
• 2006

There are representative two performance evaluation methods for performance-based design(PBD) of reinforced concrete structures by the nonlinear static analysis, one method includes the capacity spectrum method(CSM) suggested in ATC-40(996) and the other is the displacement coefficient method(DCM) in FEMA-273(1997). The objective of this paper is to compare and verify two methods and suggest the displacement-based design for new performance evaluation of reinforced concrete structures.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제41권5호
• /
• pp.713-730
• /
• 2021

The seismic performance of rigid steel frames is widely investigated, but that of semi-rigid (SR) steel frames are not studied extensively, especially for near-field earthquakes. In this paper, the performances of five and ten-story steel SR frames having different degrees of semi-rigidity are evaluated at four performance points in the four different deformation states, namely, the elastic, elasto-plastic, plastic, and near collapse states. The performances of the SR frames are measured by the response parameters including the maximum values of the top floor displacement, base shear, inter-story drift ratio, number of plastic hinges, and SRSS of plastic hinge rotations. These response parameters are obtained by the capacity spectrum method (CSM) using pushover analysis. The validity of the response parameters determined by the CSM is evaluated by the results of the nonlinear time history analysis (NLTHA) for both near and far-field earthquakes at different PGA levels, which are consistent with the performance points. Results of the study show that the plastic hinges of SR frame significantly increase in the range of plastic to near-collapse states for both near and far-field earthquakes. The effect of the degree of semi-rigidity is pronounced only at higher degrees of semi-rigidity. The predictions of the CSM are fairly well in comparison to the NLTHA.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제22권6호
• /
• pp.585-595
• /
• 2022

Using the nonlinear static procedures has become very common in seismic codes to achieve the nonlinear response of the structure during an earthquake. The capacity spectrum method (CSM) adopted in ATC-40 is considered as one of the most known and useful procedures. For this procedure the seismic demand can be approximated from the maximum deformation of an equivalent linear elastic Single-Degree-of-Freedom system (SDOF) that has an equivalent damping ratio and period by using an iterative procedure. Data from the results of this procedure are plotted in acceleration- displacement response spectrum (ADRS) format. Different improvements have been made in order to have more accurate results compared to the Non Linear Time History Analysis (NL-THA). A new procedure is presented in this paper where the iteration process shall not be required. This will be done by estimation the ductility demand response spectrum (DDRS) and the corresponding effective damping of the bilinear system based on a new parameter of control, called normalized yield strength coefficient (η), while retaining the attraction of graphical implementation of the improved procedure of the FEMA-440. The proposed procedure accuracy should be verified with the NL-THA analysis results as a first implementation. The comparison shows that the new procedure provided a good estimation of the nonlinear response of the structure compared with those obtained when using the NL-THA analysis.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권4A호
• /
• pp.659-675
• /
• 2006

근래에 비선형 정적해석법에 기초를 둔 성능-기반 방법이 각광을 받으면서 개선되고 있다. 역량스펙트럼 방법과 변위계수법이 비선형 정적해석법 중에서 대표적이라고 할 수 있다. 새로 건설되거나 기존의 구조물에 대하여 내진설계와 내진성능 평가에 대한 비선형 정적해석법의 적용성을 평가하기 위해서는 우선적으로 역량스펙트럼 방법과 변위계수법의 정확성이 평가되어야 한다. 비선형 정적해석법의 정확성은 근거리 및 원거리 지진하중에 대한 철근 콘크리트 벽체 구조물의 진동대 실험결과와 비교하여 평가하였다. 또한, 단자유도계, 등가단자유도계와 다자유도계에 대한 비선형 동적해석기법에 의해 평가된 지진응답도 진동대 실험결과와 비교하여 평가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.565-570
• /
• 2001

Base shear and roof drift relation was acquired from experiment of 3 story ordinary moment resisting frame which was designed using gravity loads. To evaluate the dynamic behavior of the frame, analytical model was generated from experimental result. Dynamic analysis was performed using the analytical model subjected to earthquake ground motions with 500, 1000, and 2400 years of return period. And capacity spectrum method was adopted to find the performance points of the frame. Both dynamic analysis and CSM showed that the performance of the frame meet the life safety objectives suggested by FEMA 273 and ATC 40.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제11권6호
• /
• pp.967-982
• /
• 2016

Current codes design the buildings based on life safety criteria. In a performance-based design (PBD) approach, decisions are made based on demands, such as target displacement and performance of structure in use. This type of design prevents loss of life but does not limit damages or maintain functionality. As a newly developed method, resilience-based design (RBD) aims to maintain functionality of buildings and provide liveable conditions after strong ground movement. In this paper, the seismic performance of plain and strengthened RC frames (an eight-story and two low-rise) is evaluated. In order to evaluate earthquake performance of the frames, the performance points of the frames are calculated by the capacity spectrum method (CSM) of ATC-40. This method estimates earthquake-induced deformation of an inelastic system using a reduced response spectrum. Finally, the seismic performances of the frames are evaluated and the results are compared with a resilience-based design criterion.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2004년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.417-422
• /
• 2004

It is the challenging task to predict seismic demand for structural design. In current seismic design provisions such as UBC, NEHRP, ATC 3-06, the seismic demand is calculated using the response spectrum with response modification factor (R). This paper investigates variability of seismic demand according to selecting the earthquake ground motion groups. Different Earthquake sets used by Miranda, Riddell and Seed selected were used in this study. Earthquake sets selected by authors include 62 sets of near field ground motion and 19 sets one pulse ground motion. Linear Elastic Response Spectrum (LERS), the variation of performance points of calculated by Capacity Spectrum Method (CSM) were considered with respect to the different sets of earthquake ground motions.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권6호
• /
• pp.17-24
• /
• 2003

이 논문의 주된 목적은 지진을 받는 구조물의 비탄성 거동을 제어하기 위해 Coulomb 마찰감쇠기의 제어성능을 산출하는 것이다. 능력스펙트럼법을 이용하여 다양한 건물의 내진성능이 평가되나, 만약 평가된 성능수준이 목표수준에 미치지 못할 때는 추가적인 감쇠비를 산출하게 된다. 추가적인 감쇠비를 얻기 위한 마찰감쇠기의 리더 마찰력은 등가 점성 감쇠의 개념을 사용하여 산정된다. 이와 같이 제안된 방법의 효과를 증명하기 위해, 다양한 주기와 항복 후 강성비를 가진 단자유도 구조물들에 대하여 수치해석을 수행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.175-184
• /
• 2006

다자유도의 교량에 횡방향 지진하중을 받는 경우, 교량의 내진성능설계 및 성능평가를 위한 두 가지 비선형 등가 정적해석절차를 제시하였다. 빌딩구조물에 대한 FEMA-273의 변위계수법과 ATC에서 채택하고 있는 역량스펙트럼법을 개선하여 다자유도 연속교량의 내진성능평가에 적용토록 제시하였다. 수정된 두 방법들에 대한 적합성을 시간이력 동적해석과 비교토록 하였다. 다자유도 교량의 교축직각방향 관성력 분포를 합리적으로 반영하기 위하여, 수평방향 지진하중의 분포형태에 따른 모드 및 스펙트럴 하중분포를 적용토록 하였다. 철근 콘크리트 교각 부재는 하중-기초법에 의한 비선형 층상화 골조 유한요소 모델을 사용하여 교량 구조물을 모델링 하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.75-84
• /
• 2003

대부분의 구조물들은 강한 지진을 받을 경우, 비선형 거동의 변형이 예상된다. 구조물의 내진평가는 구조물에 가해진 지진력에 대한 변위요구와 같은 구조물의 성능평가를 필요로 한다. 여러 가지 비선형해석법 가운데 구조물의 내진역량을 계산하기 위한 가장 정확한 방법은 비선형 시각이력해석(NRHA)이긴 하나 많은 시간과 노력이 요구되고 있다. 따라서 구조물의 비선형 거동을 보다 간편하게 예측하기 위한 정확하고 실용적인 비선형 약산해석법에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 일부 약산적 방법 중 능력스펙트럼법(CSM)은 개념적으로는 간단하나 반복적인 계산과정과 함께 때로는 해가 없거나 중복적인 해를 갖는 약점을 갖고 있다. 본 연구에서는 강성골격곡선으로부터 산정한 구조물의 초기 탄성진동주기 T와 응답스펙트럼으로부터 산정한 비선형 유사가속도 h$_{y}$ /g 및 연성비 $\mu$를 사용하여, 반복적인 계산과정 없이 복합구조물의 내진성능을 평가하는 비선형 직접스펙트럼법(NDSM)을 고려한다. 다양한 지진과 복합구조물에 대한 NDSM의 신뢰성과 실용성을 비선형 시각이력해석(NRHA) 결과와 비교함으로써 검토하였다.