• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.50-55
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• 2018

지진은 예보가 거의 불가능하고 짧은 시간동안 일어나 지진이 발생할 때 적극적인 대처를 할 시간적인 여유가 거의 없어 다른 자연재해에 비해 인명피해와 재산피해가 많이 발생한다. 최근 전 세계적으로 지진이 빈번하게 발생하고 있다. 이와 같이 지진의 증가에 따라 구조물의 안전성 확보에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 상대적으로 비구조요소인 전기 시설 등에 대한 연구는 미비한 실정이다. 그리고 현재 국내의 전기설비는 지진에 대한 안전설계를 하지 않는 경우가 많아 지진이 발생했을 때 손상에 매우 취약하다. 따라서 본 연구에서는 ABAQUS를 통해 실제 수배전반과 유사하도록 모델링을 하였고 자연지진파를 이용하여 3D 동적비선형해석을 수행하였다. 송변전설비 내진설계 실무지침서의 지진구역I과 보통지반암 조건에 따르면 기능수행수준의 최대응답가속도는 0.157g이다. 하지만 본 연구에서 일반적인 수배전반에 대한 해석결과의 0.1g에서 한계상태 도달비율은 30%로 안전하다고 볼 수 없다. 그리고 해석결과를 통해 지진취약도를 도출하고 분석하였다. 도출된 지진취약도는 수배전반의 한계상태를 판별하는 정량적 근거로 제시하고 이와 관련된 연구의 기초자료로 활용되는데 목적을 가지고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.211-225
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• 2019

최근 우리나라 전 지역에서 지진이 발생하고 이에 각 분야에서의 내진해석 연구가 활발히 진행되고 있고 지반을 고려하는 SSI 해석 연구 또한 지속적으로 수행되고 있다. 하지만 지반을 고려한 대부분의 기존 동적해석의 경우, 수치해석 방법에 따른 건물의 동적거동에 대한 비교 분석이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 초고층 건물을 대상으로 유한요소 프로그램인 MIDAS GTS NX와 유한차분 프로그램인 FLAC 2D를 사용하여 동적해석을 수행하고, 결과를 비교 분석하고자하였다. 연구 결과, 건물 지상 및 지하부의 휨응력의 경우 최대 압축 및 인장 모두 MIDAS GTS NX가 FLAC 2D보다 다소 크게 발생하였지만, 최대 수평변위값 및 분포양상, 취약부의 위치는 유사하게 나타났다. 따라서 동적해석을 위해 사용자의 편의에 따라 유한요소법이나 유한차분법에 근거한 프로그램 중 어느 것을 사용해도 차이가 없음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.21-30
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• 2018

국내 공동주택 전단벽 구조시스템에 적용되는 감쇠장치는 대부분 인방형 형상으로 적용되고 있다. 인방형 감쇠장치는 좌우 전단벽을 연결하여 커플링 효과 및 추가 감쇠효과를 발휘하여 구조물 내진성능을 증대시킨다. 본 연구에서는 인방형 감쇠장치를 소개하고 감쇠장치가 적용된 구조물의 거동특성을 파악하였다. 제안된 감쇠장치는 힌지 및 변단면 형상으로 감쇠효과를 극대화시킨 구조로 유한요소 해석결과와 실험결과가 잘 일치하여 우수한 내진성능을 발휘하는 것으로 나타났으며, 해당 감쇠장치가 적용된 2차원 및 실제 공동주택 구조물을 대상으로 감쇠효과를 검토한 결과, 감쇠장치 커플링 효과로 기존구조물 대비 모든 구조물에서 내진성능 향상을 도모할 수 있었다. 본 연구에서 검토한 실제 구조물에 대해서는 비선형 정적해석 결과, 강도 및 연성능력이 향상되는 것으로 나타났고, 비선형 동적해석 결과, 층간변형각이 15%~18%, 층가속도가 20%~28%, 밑면전단력이 15%~20% 감소하는 결과를 나타냈다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 1991

지진 작용에 대한 지하매설관의 안전설계를 위한 연구가 최근 활발히 진행중이다. 매설관의 파괴원인 중 하나는 관로 주위 흙의 액화영향이다. 최근 쉐이킹 테이블로 흙의 액화 현상을 야기하여 매설 관로 모텔의 거동에 대한 실험적 연구와 해설적 연구들이 수행되었다. 해석적 연구에서 구한 결과들은 실험치의 2배 이상이었다. 그러므로 본연구는 매설관로의 거동을 파악하기 위하여 흙의 액화과정에 따른 동적 토압 및 수압계수, 감쇄계수 및 동적 지반계수들을 보다 실험에 근사하게 나타내고 비선형 운동 방정식을 작성하여 시간 이력 해석을 한다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.22-28
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• 2010

Approximate analysis for a building installed with a friction damper is performed to get insight of its dynamic behavior. Energy balance equation is used to have a closed analytical form solution of dynamic magnification factor(DMF). It is found out that DMF is dependent on friction force ratio and resonance frequency. Approximation of DMF and equivalent damping ratio of a friction damper is proposed with such assumption that the building with a friction damper shows harmonic steady-state response and narrow banded response behavior near resonance frequency. Linear transfer function from input external force to output building displacement is suggested from the simplified DMF equation. Root mean square of a building displacement is derived under earthquake-like random excitation. Finally, design procedure of a friction damper is proposed by finding friction force corresponding to target control ratio. Numerical analysis is carried out to verify the proposed design procedure.

• 국제초고층학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.171-178
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• 2013

The emergence of a growing number of tall buildings, often with unusual shapes and innovative structural systems, has led to the realization of the need for and the importance of field measurements. The new China Central Television (CCTV) Tower in Beijing is one of tall buildings with a highly unusual shape and a complex structural system, requiring field measurements to identify its dynamic characteristics for the subsequent dynamic analysis of the tower under wind excitation, seismic-induced ground motion and traffic-induced ground motion. The structural system and the finite element model of the CCTV Tower are first introduced in this paper. The computed natural frequencies and mode shapes are then presented as a reference for the field measurement. After introducing the arrangement of the ambient vibration measurement, the field measured natural frequencies and damping ratios of the CCTV Tower are presented and the measured natural frequencies are finally compared with the computed ones. It was found that the structural damping ratios of the CCTV Tower are small and the computed natural frequencies are smaller than the measured ones by about 12~17%.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권6호
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• pp.667-675
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• 2020

The current study compares the effect of structure-soil-structure interaction (SSSI) on the dynamic responses of adjacent buildings and isolated structures including soil-structure interaction (SSI) with the responses of fixed-base structures. Structural responses such as the relative acceleration, displacement, drift and shear force were considered under earthquake ground motion excitation. For this purpose, 5-, 10- and 15-story structures with 2-bay moment resisting frames resting on shallow foundations were modeled as a group of buildings in soft soil media. Viscous lateral boundaries and interface elements were applied to the soil model to simulate semi-infinite soil media, frictional contact and probable slip under seismic excitation. The direct method was employed for fully nonlinear time-history dynamic analysis in OpenSees using 3D finite element soil-structure models with different building positions. The results showed that the responses of the grouped structures were strongly influenced by the adjacent structures. The responses were as much as 4 times greater for drift and 2.3 times greater for shear force than the responses of fixed-base models.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제35권4호
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• pp.459-478
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• 2010

This paper contains detailed descriptions of a dynamic time-history modal analysis to calculate deflection, inter-storey drift and storey shear demand in single-storey and multi-storey buildings using an EXCEL spreadsheet. The developed spreadsheets can be used to obtain estimates of the dynamic response parameters with minimum input information, and is therefore ideal for supporting the conceptual design of tall building structures, or any other structures, in the early stages of the design process. No commercial packages, when customised, could compete with spreadsheets in terms of simplicity, portability, versatility and transparency. An innovative method for developing the stiffness matrix for the lateral load resistant elements in medium-rise and high-rise buildings is also introduced. The method involves minimal use of memory space and computational time, and yet allows for variations in the sectional properties of the lateral load resisting elements up the height of the building and the coupling of moment frames with structural walls by diaphragm action. Numerical examples are used throughout the paper to illustrate the development and use of the spreadsheet programs.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.99-107
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• 2022

Existing reinforced concrete building structures constructed before 1988 have seismically-deficient reinforcing details, which can lead to the premature failure of the columns and beam-column joints. The premature failure was resulted from the inadequate bonding performance between the reinforcing bars and surrounding concrete on the main structural elements. This paper aims to quantify the bond-slip effect on the dynamic responses of reinforced concrete frame models using finite element analyses. The bond-slip behavior was modeled using an one-dimensional slide line model in LS-DYNA. The bond-slip models were varied with the bonding conditions and failure modes, and implemented to the well-validated finite element models. The dynamic responses of the frame models with the several bonding conditions were compared to the validated models reproducing the actual behavior. It verifies that the bond-slip effects significantly affected the dynamic responses of the reinforced concrete building structures.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.75-86
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• 1999

지진하중에 의한 상부구조의 낙교는 최근 발생된 지진등에서 알수 있듯이 교각파되와 더불어 교량의 전체적인 붕괴를 유발하는 주요한 원인 것으로 나타났으며 또한 충돌현상은 이러한 낙교를 발생시키는 주된요인인 것으로 밝혀졌다. 따라서 본 연구에서는 이러한 충돌현상을 비롯한 교량의 교축방향거동에 영향을 미치는 인자 즉 교각의 비선형성 기초의회전 및 병진운동 교대의 작용 등을 고려하고 최근 낙교방지대책으로 널리 적용되고 있는 restrainer로 보강된 교량시스템의 거동을 해석할 수 있는 모형을 개발하였다 개발된 해석모형을 바탕으로 다양한 지진하중에 의한 교량시스템의 교축방향 거동특성과 restrainer의 보강효과를 분석하였으며 restrainer의 여유길이와 강성변화에 따른 인접 진동계간의 응답특성을 분석하였다 restrainer의 보강효과를 분석하였으며 restrainer의 여유길이와 강성변화에 따른 인접진동계간의 응답특성을 분석하였다. restrainer로 보강된 교량시스템의 충돌에 따른 응답특성을 살펴본 결과 응답의 크기뿐만아니라 응답의 이력자체가 상이한 거동특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 또한 restrainer의 보강에 따른 변위억제효과는 중진의 경우 restrainer의 여유길이 짧을수록 restrainer의 강성이 클수록 뛰어난 것으로 나타났으나 강진에서는 restrainer의 파단에 대한 대책을 함께 고려하여야 할 것으로 분석되었다.