• 국제초고층학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.171-180
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• 2015

A shaking table test was conducted at the E-Defense shaking table facility to investigate the damage and collapse behavior of a steel high-rise building under exceedingly large ground motions. The specimen is a one-third scale 18-story steel moment frame designed and constructed according to design specifications and practices used in the 1980s and 1990s. The shaking table tests used a long-duration, long-period ground motion simulated for a sequential Tokai, Nankai, and Nankai earthquake scenario. The building specimen was subjected to a series of progressively increasing scaled motions until it completely collapsed. The damage to the steel frame began through the yielding of beams along lower stories and column bases of the first story. After several excitations by increasing scaled motions, cracks initiated at the welded moment connections and fractures in the beam flanges spread to the lower stories. As the shear strength of each story decreased, the drifts of lower stories increased and the frame finally collapsed and settled on the supporting frame. From the test, a typical progression of collapse for a tall steel moment frame was obtained, and the hysteretic behavior of steel structural members including deterioration due to local buckling and fracture were observed. The results provide important information for further understanding and an accurate numerical simulation of collapse behavior.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.123-133
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• 2006

본 연구의 목적은 다단계 동적계획법 및 축차무제약 최소화기법을 이용하여 강접 및 다양한 반강접 접합부 모델을 가진 뼈대 구조물의 최적화 알고리즘을 개발하는데 있다. Bowing effect를 고려한 비선형 보-기둥이론을 사용하였으며, 보-기둥의 접합부는 반강접접합부인 양면 복부앵글을 가진 접합부, 상 하플랜지 접합부, 양면복부앵글을 가진 상 하플랜지 접합부를 고려하여 연구를 수행하였으며, 각 접합부의 해석모델은 수정된 지수모델, 다항식 모델, 파워모델을 사용하였다. 최적화문제에 있어서 목적함수는 강재의 중량을 취하였으며, 설계변수는 부재의 단면치수를 선택하였다. 설계제약조건은 축력, 전단력 및 휨모멘트의 저항성과 사용성에 대해 수식화하였다. 본 연구에서 개발된 기하학적 비선형을 고려한 2차 탄성해석법을 이용하여 강접 및 다양한 모델을 가진 반강접 강뼈대 구조물의 종합적인 연속 최적설계 프로그램을 개발하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권1호
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• pp.57-63
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• 2019

During the last two decades, much joint research regarding vibration based methods has been done, leading to developing various algorithms and techniques. These algorithms and techniques can be divided into modal methods and signal methods. Although modal methods have been widely used for health monitoring and damage detection, signal methods due to higher efficiency have received considerable attention in various fields, including aerospace, mechanical and civil engineering. Signal-based methods are derived directly from the recorded responses through signal processing algorithms to detect damage. According to different signal processing techniques, signal-based methods can be divided into three categories including time domain methods, frequency domain methods, and time-frequency domain methods. The frequency domain methods are well-known and interest in using them has increased in recent years. To determine dynamic behaviours, to identify systems and to detect damages of bridges, different methods and algorithms have been proposed by researchers. In this study, a new algorithm to detect seismic damage in the bridge's piers is suggested. To evaluate the algorithm, an analytical model of a bridge with simple spans is used. Based on the algorithm, before and after damage, the bridge is excited by a sine force, and the piers' responses are measured. The dynamic specifications of the bridge are extracted by Power Spectral Density function. In addition, the Least Square Method is used to detect damage in the bridge's piers. The results indicate that the proposed algorithm can identify the seismic damage effectively. The algorithm is output-only method and measuring the excitation force is not needed. Moreover, the proposed approach does not need numerical models.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.157-164
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• 2023

본 연구에서는 진동대 실험을 통하여 지진하중으로 인한 팔레트 랙의 손상 및 파괴 거동을 분석하고자 하였다. 팔레트 랙은 일반적인 적재설비의 한 종류로써 기둥, 보, 그리고 브레이스로 구성되어 지진하중에 저항한다. 팔레트 랙의 지진하중으로 인한 안전성을 분석하기 위하여, 실제 물류저장 시설에서 사용되고 있는 팔레트 랙을 대상으로 지진하중을 증가시켜가면서 하중으로 인한 팔레트 랙의 거동을 분석하기 위한 진동대 실험을 진행하였다. 진동대 실험 결과, 팔레트 랙은 비틀림이 발생하면서, 1층과 2층에 위치한 일부 부재의 연결부가 손상되고, 그로 인하여 적재설비가 파괴되는 것이 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.162-171
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• 2023

본 연구에서는 기존 구조물의 면내 보강을 위해 콘크리트 구조물과 보강재를 쉽게 연결할 수 있는 내진 어댑터의 세부 설계 방안을 제안하였다. 제안된 내진 어댑터는 실제 크기의 절반으로 축소된 2층짜리 기둥-보 구조물에서 동적 시뮬레이션을 통해 성능을 테스트하였다. 실험 결과, 내진 어댑터를 사용하여 보강된 시험체는 보강되지 않은 시험체에 비해 에너지 소산 능력이 3.5배 향상되었음을 보여주어, 일반적인 사용 범위 내에서 내진 어댑터가 손상되지 않았음이 확인되어 그 효과를 입증하였다. 이어서 변형 한계(변형 각도 3.3%)까지 하중을 가했을 때, 1층 하부에서 어댑터와 보강재를 연결하는 M10 볼트 중 하나가 파손된 것을 관찰하였다. 이러한 발견을 고려할 때, 실제 상황에서 내진 보강을 적용할 때는 내진 어댑터를 연결하는 볼트와 앵커의 설계에 중점을 둬야 할 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.402-410
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• 2017

본 연구에서는 실대형 실험과 구조해석을 통하여 현장에서 사용되는 기둥-서까래-도리, 기둥-도리-방풍벽 접합부를 적용한 강관 골조 플라스틱 연동온실의 정적 구조성능을 분석하였다. 실대형 재하실험 결과는 접합부를 강접합으로 가정한 구조해석 결과와 비교하여 구조물의 횡방향 강성과 각 부재의 하중분담률에서 많은 차이를 보였다. 동고 높이에서 측정한 수평변위는 실험과 구조해석의 차이가 40%이었고 수직변위는 89%의 차이를 보였다. S3 부재의 발생응력을 기준으로 한 각 부재별 하중분담률을 비교한 결과 실험과 구조해석에서 두 배 이상의 차이를 보이는 부재가 있었으며, 하부측벽이음(S2), 기둥 상부(S7) 등 주요 부재의 실험결과가 구조해석의 하중분담률을 재현하지 않았다. 현장에서 사용하는 접합부가 충분한 강성을 확보하지 않음으로써 구조물에 작용하는 외력을 각 부재에 적절하게 전달하지 못했으며 이로 인해 구조물의 강성이 저하되는 현상이 나타났다. 설계 단계에서 일반적으로 구조해석에 의해 결정되는 구조성능의 신뢰도는 접합부의 특성을 보다 면밀하게 고려했는지 여부에 따라 좌우 될 수 있다. 따라서 온실 구조 성능에 대한 신뢰성을 높이기 위해서는 온실에 사용되는 다양한 접합부를 고려할 수 있는 구조해석 기술의 개발이 필요하며 설계 기준에서 상세 설계 방법을 보다 명확히 규정해야 할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.151-160
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• 2010

최근 기상이변으로 인한 겨울철 폭설로 농가 시설물 중의 하나인 비닐하우스의 붕괴사고가 빈번히 발생하여 농가의 피해가 증가되고 있다. 하지만 이에 대한 정부의 대책이 미약하여 매년 붕괴사고가 일어난다. 프레임 붕괴의 주된 이유는 폭설시 저항할 수 있는 휨내력이 부족하기 때문이다. 본 연구에서는 현재 이용되는 비닐하우스에 인장타이로 보강한 실험연구를 수행하였다. 비닐하우스의 스팬은 6.5m이고, 단면은 두 가지 종류(${\phi}25.4{\times}1.5$, ${\phi}31.8{\times}1.5$)를 사용하였다. 비닐하우스의 곡선 보와 직선 기둥 연결부에 임시적인 인장타이로 스틸와이어와 로프를 이용하여 보강하였다. 프리텐션을 인장타이에 적용시켰고, 적설하중을 등가의 수직하중으로 파괴할 때까지 적용하였다. 무보강과 로프 보강을 비교한 결과 로프 보강의 붕괴하중이 10∼45% 증가하였고 무보강과 스틸와이어 보강을 비교한 결과 스틸와이어 보강의 붕괴하중이 58~73% 증가하였다. 강도와 관련해서는 비교적으로 스틸와이어가 효과적이나, 연결부 및 프리텐션 적용이 로프보다 복잡하고 어려우므로 로프가 더 효율적인 것으로 판단된다.