• 한국지진공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.19-31
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• 2011

현행 국내 내진 성능 평가 기준에서 사용하고 있는 필댐의 동적 상세 해석에 대한 안전성 평가 기준은 지진 하중 조건에 의해 발생되는 댐마루 연직방향, 횡방향 최대 변위가 정적하중에 의한 변위를 포함하여 제체 높이의 1% 이하로 규정하고 있다. 그러나 이는 이론적 근거가 부족하여, 평가 기준에 대한 합리성 검토가 필요하다. 중약진 지역에 속하는 국내 지진학적 특성상 지진시 댐 계측 데이터로 근거를 마련하기가 어려운 실정으로, 본 연구에서는 국외 계측 데이터 D/B 등 다양한 자료를 바탕으로 안전성 평가 기준을 검토하였다. 추가적으로 원심모형시험과 수치해석을 함께 수행하여, 변형 기준을 검토하였다. 또한, 수치시뮬레이션을 통하여 매개 변수 분석을 수행하고, 댐체의 횡방향 변위와 침하에 대한 영향을 분석하고 변형 기준과 비교, 검토하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권1호
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• pp.95-105
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• 2017

The use of superelastic shape memory alloys (SMAs) as reinforcements in concrete structures is gradually gaining interest among researchers. Because of different mechanical properties of SMAs compared to the regular steel bars, the use of SMAs as reinforcement in the concrete may change the response of structures under seismic loads. In this study, the effect of SMAs as reinforcement in concrete structures is analytically investigated for 3-, 6- and 8-story reinforced concrete (RC) buildings. For each concrete building, three different reinforcement details are considered: (1) steel reinforcement (Steel) only, (2) SMA bar used in the plastic hinge region of the beams and steel bar in other regions (Steel-SMA), and (3), beams fully reinforced with SMA bar (SMA) and steel bar in other regions. For each case, columns are reinforced with steel bar. Incremental Dynamic Analyses (IDA) are performed using ten different ground motion records to determine the seismic performance of Steel, Steel-SMA and SMA RC buildings. Then fragility curves for each type of RC building by using IDA results for IO, LS and CP performance levels are calculated. Results obtained from the analyses indicate that 3-story frames have approximately the same spectral acceleration corresponding with failure of frames, but in the cases of 6 and 8-story frames, the spectral acceleration is higher in frames equipped with steel reinforcements. Furthermore, the probability of fragility in all frames increases by the building height for all performance levels. Finally, economic evaluation of the three systems are compared.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.45-53
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• 2007

지진 다발 지역인 일본에서 최근 초고층 건축물에 전단키를 갖는 면진 구조물에 많이 건설되고 있으며 초고층 건축물은 중저층 건축물과 비교하여 고유진동주수가 크기 때문에 지진하중이 작아 지진에 대한 피해가 적다. 지진에 의하여 큰 전단력이 발생할 경우에 전단키를 갖는 면진장치의 전단키는 파괴되고 면진장치가 지진에 거동하게 되며 만약에 퐁하중이 지진하중보다 크다면 전단키를 지진하중에 대하여 설계하는 것이 아니라 풍하중에 의하여 설계하여야 한다. 중진지역인 한국에서도 면진 건축물에 있어서 전단키의 필요성 요구되며 이에 대한 검증이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 5층과 15층 면진 건축물에 대하여 전단키를 적용하고 지진해석을 실시하여 그 거동을 비교분석, 면진 건축물에 대한 전단키의 필요성을 알아보았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.17-29
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• 1997

교량의 내진설계에 있어서 일반적인 중.소지간의 교량에 적용하도록 규정법 단일모드 스펙트럼 해석법은 비교적 작은 규모의 단순교량에 적용되는 있는 간단한 내진설계방법에며 국내외를 통틀어 가장 많이 사용되는 방법이다. 그러나 최근에 들어서부터 구조형상이 복잡해지고 지간이 길고 교각고가 높은, 규모가 큰 비정형 교량이 많이 시공되고 있으며 이러한 경우에는 교량의 안전과 경제적, 효율적인 설계를 위해서 반드시 다중모드 스펙트럼 해석법이나 입력지진파에 의한 시간이력해석에 의해서 검토되는 것이 바람직하다.다중모드 스펙트럼 해석법의 경우에는 교량의 형식, 경간의 수, 교각의 강성, 인접교각과의 상대적 강성 및 상부구조의 지지조건 등에 따라서 같은 유형의 교량이라 하더라도 진동응답은 각기 다르기 때문에 일률적인 규칙을 적용하는데에는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 도로교량에 대한 효율적인 내진설계가 이루어지기 위해서, 교량이 진동응답 및 특성을 파악할 수 있는 3차원 동적해석 프로그램을 작성하여 내진해석이 용이하게 이루어질 수 있도록 하였으며, 후처리 프로그램을 사용하므로써 동적해석프로그램에 의한 결과를 곧바로 내진설계에 반영할 수 있도록 하였으며, 후처리 프로그램을 사용하므로써 동적해석프로그램에 의한 결과를 곧바로 내진설계에 반영할 수 있도록 하였다. 또한 교량의 형식, 규모, 지지조건 등의 변화에 따른 동적 해석결과로부터 적절하고 효율적인 내진설계의 기준을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.451-458
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• 2008

근단층지반운동 (near fault ground motion, NFGM)은 일반적으로 진앙거리가 약 10 km 이내인 지역에서 관측되는 장주기 성분의 펄스 형태를 갖는 지반운동으로서 단층의 파열 진행 방향이 전단파의 진행방향과 일치한다. 이들 두 파가 유사한 속도를 갖을 경우 서로 간섭을 일으키어 펄스 형태의 속도파를 발생시키며 단층에 수직한 방향의 속도성분에서 큰 펄스가 발생한다. 강진 지역에서는 NFGM에 대하여 많은 연구가 수행되었으나 우리나라와 같은 중저진 지역에서는 매우 미흡한 실정이다. 최근 국내에서도 NFGM에 대한 모델링을 제시되었다. 따라서 이들이 발생할 경우의 피해에 대해 많은 관심이 고조되고 있다. 최근까지 국내에서 수행된 RC 교각에 대한 내진 실험은 축소 모형의 경우 국내에 있는 진동대 용량의 한계 및 지진에 의한 교각 상부 구조물의 가속력 구현 방법의 어려움 등으로 수행하기 힘든 여건이 있었다. 그리고 주로 원역지진지반가속도 (far fault ground motion, 이후 FFGM)를 모형화한 준정적 (Quasi-static) 혹은 유사동적 (Pseudo-dynamic) 실험으로 이루어져 왔다. 그 결과 RC교각은 내진성능을 위하여 충분한 연성도를 확보하고 있어야 하는데 소성힌지영역 내에 주철근의 겹침이음이 있게 되면 겹침이음부의 조기파괴가 발생하게 되어 세계 각국의 내진설계규정은 교각의 소성힌지구간에서 주철근겹침이음을 금지하고 있다. 따라서, 이 연구는 주철근의 겹침이음을 시험변수로 가진 RC 교각의 내진성능을 근단층지반운동에 대해서 평가하기 위해서 축소모형을 제작하고 진동대 실험을 수행하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권5호
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• pp.1049-1066
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• 2016

An approximate analysis is presented for multi-story setback buildings subjected to ground motions. Setback buildings with mass and stiffness discontinuities are common in modern architecture and quite often they are asymmetric in plan. The proposed analysis provides basic dynamic data (frequencies and peak values of base resultant forces) and furthermore an overview of the building response during a ground excitation. The method is based on the concept of the equivalent single story system, which has been introduced by the author in earlier papers for assessing the response of uniform in height buildings. As basic quantities of the dynamic response of elastic setback buildings can be derived by analyzing simple systems, a structural layout of minimum elastic rotational response can be easily constructed. The behavior of such structural configurations, which is basically translational into the elastic phase, is also examined into the post elastic phase when the strength assignment of the various bents is based on a planar static analysis under a set of lateral forces simulating an equivalent 'seismic loading'. It is demonstrated that the almost concurrent yielding of all resisting elements preserves the translational response, attained at the end of the elastic phase, to the post elastic one.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권6호
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• pp.667-685
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• 2018

In eccentrically braced steel frames (EBFs), the links are fuse members which enter inelastic phase before other structure members and dissipate the seismic energy. Based on the force-based seismic design method, damages and plastic deformations are limited to the links, and the main structure members are required tremendous sizes to ensure elastic with limited or no damage. Force-based seismic design method is very common and is found in most design codes, it is unable to determine the inelastic response of the structure and the damages of the members. Nowadays, methods of seismic design are emphasizing more on performance-based seismic design concept to have a more realistic assessment of the inelastic response of the structure. Links use ordinary steel Q345 (the nominal yielding strength $f_y{\geq}345MPa$) while other members use high strength steel (Q460 $f_y{\geq}460MPa$ or Q690 $f_y{\geq}690MPa$) in eccentrically braced frames with high strength steel combination (HSS-EBFs). The application of high strength steels brings out many advantages, including higher safety ensured by higher strength in elastic state, better economy which results from the smaller member size and structural weight as well as the corresponding welding work, and most importantly, the application of high strength steel in seismic fortification zone, which is helpful to popularize the extensive use of high strength steel. In order to comparison seismic behavior between HSS-EBFs and ordinary EBFs, on the basis of experimental study, four structures with 5, 10, 15 and 20 stories were designed by PBSD method for HSS-EBFs and ordinary EBFs. Nonlinear static and dynamic analysis is applied to all designs. The loading capacity, lateral stiffness, ductility and story drifts and failure mode under rare earthquake of the designs are compared. Analyses results indicated that HSS-EBFs have similar loading capacity with ordinary EBFs while the lateral stiffness and ductility of HSS-EBFs is lower than that of EBFs. HSS-EBFs and ordinary EBFs designed by PBSD method have the similar failure mode and story drift distribution under rare earthquake, the steel weight of HSS-EBFs is 10%-15% lower than ordinary EBFs resulting in good economic efficiency.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.509-516
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• 2010

본 연구에서는 가새와 강골조를 이용하여 철근콘크리트 모멘트 골조의 내진성능을 보강하는 방법에 대하여 연구하였다. 해석모델은 중력하중에 대해서만 설계된 3층 3경간의 RC 모멘트 골조 건물이다. 먼저 유한요소해석을 이용하여 RC구조물과 가새 접합부의 응력/변형 분포 상태를 파악하고, 접합부의 응력 집중현상을 방지하기 위하여 철골 모멘트골조를 추가하여 보강설계를 수행하였다. 내진보강을 위한 가새는 일반 철골 가새와 비좌굴 가새의 두가지 종류의 가새를 적용하고, 보강 전후 구조물의 강도 및 연성도를 비선형 정적 및 동적해석을 통해 비교하였다. 해석결과에 따르면 추가되는 철골 모멘트골조와 가새를 동시에 사용할 경우 구조물의 강도 및 연성능력의 증가에 큰 효과가 있는 것으로 나타났다. 추가되는 철골 모멘트골조는 단면이 크지 않을 경우 강도의 증가에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.417-423
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• 2019

본 논문에서는 OpenSees 프로그램을 이용한 콘크리트 교량의 지진취약성 분석 방법에 대한 고찰을 제시한다. 교각 및 휨 부재 분산 비선형(distributed plasticity) 요소를 적용한 해석모델을 활용하여 지진에 대한 응답을 구하고 이를 통계적으로 처리하여 확률론적 지진취약성 분석을 수행한다. 응답 통계는 세기가 같은 지진파의 집단을 단계별로 scaling하는 stripe 방법과 다양한 세기를 가진 지진파 집단을 선정하는 cloud방법을 적용하고 이 두 방법에 의한 분석결과의 차이를 비교한다. 한계상태에는 교각의 휨변형과 교좌장치의 변위를 기준으로 산정한 다단계 한계상태를 적용하고, 여러 가지 한계상태를 취합한 시스템 취약성을 도출한다. 지진응답의 통계적 처리 방법과 교량의 손상 정의가 지진취약성 곡선에 주는 영향을 고찰한다.

• Advances in Computational Design
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• 제4권1호
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• pp.53-72
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• 2019

Safety measures for tower cranes are extremely important among the seismic countermeasures at high-rise building construction sites. In particular, the collapse of a tower crane from a high position is a very serious catastrophe. An example of such an accident due to an earthquake is the case of the Taipei 101 Building (the author was the project director), which occurred on March 31, 2002. Failure of the bolted joints of the tower-crane mast was the direct cause of the collapse. Therefore, it is necessary to design for this eventuality and to take the necessary measures on construction sites. This can only be done by understanding the precise dynamic behavior of mast joints during an earthquake. Consequently, we created a new hybrid-element model (using beam, shell, and solid elements) that not only expressed the detailed behavior of the site joints of a tower-crane mast during an earthquake but also suppressed any increase in the total calculation time and revealed its behavior through computer simulations. Using the proposed structural model and simulation method, effective information for designing safe joints during earthquakes can be provided by considering workability (control of the bolt pretension axial force and other factors) and less construction cost. Notably, this analysis showed that the joint behavior of the initial pretension axial force of a bolt is considerably reduced after the axial force of the bolt exceeds the yield strength. A maximum decrease of 50% in the initial pretension axial force under the El Centro N-S Wave ($v_{max}=100cm/s$) was observed. Furthermore, this method can be applied to analyze the seismic responses of general temporary structures in construction sites.