• 국제초고층학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.249-259
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• 2017

The use of high-strength steels in construction of highrise and mega building structures can bring about many technological advantages from fabrication to erection. However, key design criteria such as local and lateral stability in current steel design specifications were developed based on tests of ordinary steels which have stress-strain characteristics very different from that of high strength steels. A series of tests on 800 MPa tensile strength steel (HSA800) members are summarized in this paper which were conducted to investigate the appropriateness of extrapolating current ordinary-steel based design criteria to high strength steels. 800 MPa I-shape beam specimens designed according to flange local buckling (FLB) criteria of the AISC Specification developed a sufficient strength for elastic design and a marginal rotation capacity for plastic design. It is shown that, without introducing distinct and significant yield plateau to the stress-strain property of high-strength steel, it is inherently difficult to achieve a high rotation capacity even if all the current stability limits are met. 800 MPa I-shape beam specimens with both low and high warping rigidity exhibited sufficient lateral torsional buckling (LTB) strength. HSA800 short-column specimens with various edge restraint exhibited sufficient local buckling strength under uniform compression and generally outperformed ordinary steel specimens. The experimental P-M strength was much higher than the AISC nominal P-M strength. The measured residual stresses indicated that the impact of residual stress on inelastic buckling of high-strength steel is less. Cyclic seismic test results showed that HSA800 members have the potential to be used as non-ductile members or members with limited ductility demand in seismic load resisting systems. Finally, recent applications of 800 MPa high strength steel to highrise and mega building structures in Korea are briefly presented.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.9-21
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• 2012

Concrete filled steel tube (CFT) columns have been widely used in moment resisting frame structures both in seismic zones. This paper discusses the design of such members based on the advanced methods introduced in the 2005 AISC Specification and the 2005 Seismic Provisions. This study focuses particularly on design following both linear and nonlinear methods utilizing equivalent static and dynamic loads for low-rise moment frames. The paper begins with an examination of the significance of pseudo-elastic design interaction equations and the plastic ductility demand ratios due to combined axial compressive force and bending moment in CFT members. Based on advanced computational simulations for a series of five-story composite moment frames, this paper then investigates both building performance and new techniques to evaluate building damage during a strong earthquake. It is shown that 2D equivalent static analyses can provide good design approximations to the force distributions in moment frames subjected to large inelastic lateral loads. Dynamic analyses utilizing strong ground motions generally produce higher strength ratios than those from equivalent static analyses, but on more localized basis. In addition, ductility ratios obtained from the nonlinear dynamic analysis are sufficient to detect which CFT columns undergo significant deformations.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.57-64
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• 2006

현행 약진지역의 내진설계기준은 주로 강진지역에서의 연구결과에 근거하고 있다. 하지만, 약진지역의 경우 지진하중보다는 중력하중이나 풍하중에 의해 구조설계가 지배되므로 구조물의 초과강도가 강진지역의 경우보다 증가하게 된다. 따라서 약진지역에 적합한 내진설계기준을 마련하기 위해서는 강진지역에 적용되는 반응수정계수를 약진지역에 그대로 적용할 수 있는지에 대한 검증이 필요하다. 본 연구에서는 건축구조물에 대한 소성해석을 통해 그 연성도와 초과강도를 산정하고 이에 근거하여 현행 반응수정계수의 적절성 여부를 검토하였다. 강진, 중진, 약진지역 등에서의 초과강도와 연성요구도를 비교하기 위하여 UBC-97에 근거하여 설계된 예제구조물을 선정하여 해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 약진지역의 초과강도가 강진지역보다 크기 때문에 동일한 반응수정계수에 대한 약진지역의 연성요구도는 강진지역에서보다 적게 된다. 따라서 동일한 반응수정계수를 이용하여 설계된 약진지역 구조물의 경우 접합부에서의 소성회전각 요구량을 강진지역의 경우에 비하여 상대적으로 저감시킬 수 있을 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.181-191
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• 2014

This research presents the nonlinear analysis model for reinforced concrete shear wall systems with special boundary elements as proposed by the Korean Building Code (KBC, 2009). In order to verify the analysis model, analytical results were compared with the experimental results obtained from previous studies. Established analytical model was used to perform nonlinear static and dynamic analyses. Analytical results showed that the semi-special shear wall improved significantly the performance in terms of ductility and energy dissipation as expected based on previous test results. Furthermore, nonlinear incremental dynamic analysis was performed using 20 ground motions. Based on computer analytical results, the ordinary shear wall, special shear wall and newly proposed semi-special shear wall systems were evaluated based on the methods in FEMA P965. The results based on the probabilistic approaches accounting for inherent uncertainties showed that the semi-special shear wall systems provide a high capacity/demand (ACMR) ratio owing to their details, which provide enough capacity to sustain large inelastic deformations.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권3호
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• pp.455-473
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• 2016

Methods for the seismic demands evaluation of structures require iterative procedures. Many studies dealt with the development of different inelastic spectra with the aim to simplify the evaluation of inelastic deformations and performance of structures. Recently, the concept of inelastic spectra has been adopted in the global scheme of the Performance-Based Seismic Design (PBSD) through Capacity-Spectrum Method (CSM). For instance, the Modal Pushover Analysis (MPA) has been proved to provide accurate results for inelastic buildings to a similar degree of accuracy than the Response Spectrum Analysis (RSA) in estimating peak response for elastic buildings. In this paper, a simplified nonlinear procedure for evaluation of the seismic demand of structures is proposed with its applicability to multi-degree-of-freedom (MDOF) systems. The basic concept is to write the equation of motion of (MDOF) system into series of normal modes based on an inelastic modal decomposition in terms of ductility factor. The accuracy of the proposed procedure is verified against the Nonlinear Time History Analysis (NL-THA) results and Uncoupled Modal Response History Analysis (UMRHA) of a 9-story steel building subjected to El-Centro 1940 (N/S) as a first application. The comparison shows that the new theoretical approach is capable to provide accurate peak response with those obtained when using the NL-THA analysis. After that, a simplified nonlinear spectral analysis is proposed and illustrated by examples in order to describe inelastic response spectra and to relate it to the capacity curve (Pushover curve) by a new parameter of control, called normalized yield strength coefficient (${\eta}$). In the second application, the proposed procedure is verified against the NL-THA analysis results of two buildings for 80 selected real ground motions.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.529-537
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• 2007

대다수의 저층 RC 건물은 다양한 수평저항시스템으로 이루어져 있으며, 이것들은 각기 다른 변위에서 파괴될 것으로 판단된다. 그 가운데에서도, 강성 및 강도는 높지만 소성영역에서 극취성적인 파괴성상을 나타내는 극단주, 전단벽 등의 전단파괴형 부재 및 비교적 강성 및 강도는 낮지만 연성 능력이 탁월한 기둥 등의 휨파괴형 부재는 전형적인 수평저항시스템으로 다수의 피해지진에 의하여 그것들의 중요성이 대두되었다. 극단주, 전단벽, 휨기둥 등과 같이 서로 다른 성질의 역학적 특성을 가지는 내진 요소로 혼합된 저층 RC 건물의 내진성능을 평가하기 위해서는, 각각 부재의 내력과 변형 능력이 건물 전체의 내진성능에 어떻게 영향을 미치는가를 우선적으로 검토하는 것이 필요하다. 본 연구는 극단주 (극취성파괴형 부재), 전단벽 (전단파괴형 부재) 및 휨기둥 (휨파괴형 부재)이 혼합된 저층 RC 건물의 내진성능 평가법 개발 및 내진설계를 위한 기본적인 자료를 제공하는 것을 주목적으로, 각각 파괴형 부재의 강도와 변형능력 사이의 상관관계를 파악하여, 이것들의 비율이 건물 전체의 내진성능에 어떻게 영향을 미치는가를 비선형 지진응답해석을 실시 검토하여 최종적으로 극취성 전단 휨파괴형 수평저항시스템으로 구성된 저층 RC 건물의 요구 내력 스펙트럼을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 요구 내력은 특정 지역에서 요구하는 지진수준에 대하여 지진발생시 특정 연성비 이내로 머물게 하는 하한내력의 범위를 파악할 수 있으므로 요구 내력 스펙트럼은 내진성능 평가 및 내진설계의 기본적인 자료로서 활용 가능하다고 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.59-68
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• 2005

에너지 설계법은 지진에 의해 누적된 손상과 구조물의 이력거동에 의한 영향을 직접적으로 고려할 수 있기 때문에 현행 내진설계 기준보다 더 합리적이다. 그러나 지반운동과 구조물 특성에 따른 에너지 응답에 대한 관련 연구자들의 합의가 아직 도출되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 에너지 요구에 대한 지진하중과 구조물 특성의 영향을 다른 지반조건에서 계측된 100개의 지진기록을 이용하여 평가하고 기존 연구결과와 비교하였다. 해석 결과에 따르면 연성비와 지반조건은 입력에너지에 상당한 영향을 주는 것으로 나타났다. 입력에너지에 대한 이력에너지비는 연성비, 감쇠비와 강한 지진파의 지속시간에 많은 영향을 받았지만 지반조건에 따른 변화는 작았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.47-56
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• 2008

본 연구는 높은 지진의 위험이 내재된 지역에 위치한 3층, 9층 그리고 20층 철골 모멘트저항골조에 대한 반응수정계수와 주기의 영향을 평가하기 위한 것이다. 각 구조물들은 IBC 2000과 KBC 2005에서 제시하고 있는 8의 반응수정계수로 설계되었고 건물에 기대되는 최소의 성능과 최대의 성능을 평가하기 위해서 상한범위와 하한범위의 설계가 고려되었다. 또한 반응수정계수에 대한 영향을 조사하기 위하여 4개의 다른 반응수정계수들이(9, 10, 11, 12) 각 구조물에 대하여 적용되었고 각 구조물의 고유주기 값 외의 4개의 다른 주기를 추가로 적용하여 구조물의 동적거동시 주기에 대한 영향을 조사하였다. 총 150개의 해석모델들은 50년 동안 2%의 초과확률(재현 주기 2500년)을 가진 20개의 지반운동에 대하여 평가되었다. 구조물의 성능평가를 위하여 정적 Pushover와 비선형 시간이력해석이 수행되었으며 구조물의 연성능력을 평가하기 위해서 변위연성요구가 고려되었다. 3층과 9층 구조물은 변위연성요구 값이 비교적 안정적인 거동을 보인 반면 20층 구조물은 동적 불안정성을 야기하는 요소에 의해 민감하게 나타나는 것으로 조사되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.7-8
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• 2009

본 연구에서는 콘크리트 피복두께가 철근콘크리트 기둥의 횡방향 심부구속철근량 산정식에 미치는 영향을 비교, 분석하고 보다 합리적인 철근콘크리트 교각의 내진설계를 위한 횡방향 심부구속철근량 산정식을 수정 제안하였으며 국내 외에서 수행된 실험결과를 바탕으로 제안식의 안전율 및 타당성을 검증하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권4호
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• pp.831-849
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• 2015

Seismic-design procedures for walls require that the confinement in the critical (plastic hinge) regions should extend over a length in the compression zone of the cross section at the wall base where concrete strains in the Ultimate Limit State (ULS) exceed the limit of 0.0035. In a performance-based framework, confinement is linked to required curvature ductility so that the drift demand at the performance point of the structure for the design earthquake may be met. However, performance of flexural walls in the recent earthquakes in Chile (2010) and Christchurch (2011) indicates that the actual compression strains in the critical regions of many structural walls were higher than estimated, being responsible for several of the reported failures by toe crushing. In this study, the method of estimating the confined region and magnitude of compression strain demands in slender walls are revisited. The objective is to account for a newly identified kinematic interaction between the normal strains that arise in the compression zone, and the lumped rotations that occur at the other end of the wall base due to penetration of bar tension yielding into the supporting anchorage. Design charts estimating the amount of yield penetration in terms of the resulting lumped rotation at the wall base are used to quantify the increased demands for compression strain in the critical section. The estimated strain increase may exceed by more than 30% the base value estimated from the existing design expressions, which explains the frequently reported occurrence of toe crushing even in well confined slender walls under high drift demands. Example cases are included in the presentation to illustrate the behavioral parametric trends and implications in seismic design of walls.