• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.63-70
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• 1994

본 연구에서는 다경간 연속교의 내진해석시 가동받침의 마찰을 고려할 수 있는 비선형 동적해석 방법을 제시하고 가동받침의 마찰계수에 따른 연속교의 내진응답을 고찰하였다. 연구결과 국내와 같은 소규모 설계지진시에는 가동받침의 마찰은 마찰계수가 작더라도 에너지 감쇠에 의한 상부구조의 변위감소와 마찰력에 의한 상부구조의 관성력의 각 하부구조로 분배에있어 상당한 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 이러한 가동받침의 마찰효과는 마찰계수가 클수록, 입력지진의 규모가 작을수록 커짐을 보였다. 따라서 경간수가 많고 상부구조의 중량이 큰 다경간 연속교에 있어서 가동반침의 마찰계수를 적절히 사용함으로써 중소규모 설계지진 작용시 상부구조의 수평변위를 조절할 수 있고 상부구조의 교축방향 관성력을 각 하부구조로 분배하는 효과에 의해 경제성과 전체교량의 내진 안전성을 확보할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권5호
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• pp.779-807
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• 2016

Ground Motion Prediction Equations (GMPEs) are essential tools in seismic hazard analysis. With the introduction of probabilistic approaches for the estimation of seismic response of structures, also known as, performance based earthquake engineering framework; new tasks are defined for response spectrum such as the reference criterion for effective structure-specific selection of ground motions for nonlinear time history analysis. One of the recent efforts to introduce a high quality databank of ground motions besides the corresponding selection scheme based on the broadband spectral consistency is the development of SIMBAD (Selected Input Motions for displacement-Based Assessment and Design), which is designed to improve the reliability of spectral values at all natural periods by removing noise with modern proposed approaches. In this paper, a new global GMPE is proposed by using selected ground motions from SIMBAD to improve the reliability of computed spectral shape indicators. To determine regression coefficients, 204 pairs of horizontal components from 35 earthquakes with magnitude ranging from Mw 5 to Mw 7.1 and epicentral distances lower than 40 km selected from SIMBAD are used. The proposed equation is compared with similar models both qualitatively and quantitatively. After the verification of model by several goodness-of-fit measures, the epsilon values as the spectral shape indicator are computed and the validity of available prediction equations for correlation of the pairs of epsilon values is examined. General consistency between predictions by new model and others, especially, in short periods is confirmed, while, at longer periods, there are meaningful differences between normalized residuals and correlation coefficients between pairs of them estimated by new model and those are computed by other empirical equations. A simple collapse assessment example indicate possible improvement in the correlation between collapse capacity and spectral shape indicators (${\varepsilon}$) up to 20% by selection of a more applicable GMPE for calculation of ${\varepsilon}$.

• Computers and Concrete
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• 제27권5호
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• pp.457-472
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• 2021

Reinforced concrete (RC) buildings in Taiwan have suffered failure from strong earthquakes, which was magnified by the non-ductile detailing frames. Inadequate reinforcement as a consequence of the design philosophy prior to the introduction of current standards resulted in severe damage in the column and beam-column joint (BCJ). This study establishes a finite element analysis (FEA) of the non-ductile detailing RC column, BCJ, and three-story building that was previously tested through a tri-axial shaking table test. The results were then validated to laboratory specimens having the exact same dimensions and properties. FEA simulation integrates the concrete damage plasticity model and the elastic-perfectly plastic model for steel. The load-displacement responses of the column and BCJ specimens obtained from FEA were in a reasonable agreement with the experimental curves. The resulting initial stiffness and maximum base shear were found to be a close approximation to the experimental results. Also, the findings of a dynamic analysis of the three-story building showed that the time-history data of acceleration and displacement correlated well with the shaking table test results. This indicates the FEA implementation can be effectively used to predict the RC frame performance and failure mode under seismic loads.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-10
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• 2022

최근 이상 기후에 의한 국지성 집중호우, 폭염 등의 빈번한 발생으로 통합적인 빗물관리 시스템의 도입이 필요하다. 따라서, 빗물침투와 저류를 동시에 구현함으로써 집중강우에 대한 홍수방지 뿐 아니라, 빗물침투를 통한 지하수위를 확보할 수 있는 경제적이며 친환경적인 빗물침투저류시설의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 황토를 포함한 친환경 무기질 결합재를 이용하여 만들어진 친환경 빗물침투저류시설의 구조적 안전성에 대해 검토했다. 상시하중과 부가적인 수직하중을 고려한 정적해석과 지진 스펙트럼을 고려한 동적해석을 수행했다. 그 결과, 본 연구에서 개발한 친환경 조립식 빗물 침투형 저류시설은 기존의 PE 블록 빗물저류시설과 비교하여 동일 하중조건 및 지진조건 하에서 발생되는 최대응력은 약 68.1% ~ 75.4%, 최대변위는 약 0.9% ~ 9.6% 수준으로서 우수한 구조적 안정성을 확보하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.51-58
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• 2005

최근 우리나라에서는 건축적 또는 사회적 요구로 비정형 고층 RC건물이 급증하고 있으나, 이와 같은 건물을 내진설계하는데 요구되는 지진의 방향성과 직교성을 적응하기 위한 구체적인 방법이 제시되어 있지 않아 설계자들이 설계하는데 어려움이 있다. 따라서, 본 논문에서는 우리나라에서 실제 건설된 비정형고층 RC건물을 스펙트럼해석법과 시간이력해석법에 따라 SAP2000을 사용하여 동적해석을 수행한 후, 하부골조 기둥의 설계력을 비교함으로써 주축의 설정과 지진의 방향성을 고려하는 것이 설계력에 미치는 영향, 그리고 방향성과 직교성을 모두 만족시킬 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 연구결과 내린 결론은 다음과 같다. 1) 지진에 직각방향 전단력이 발생하지 않는 방향을 주축으로 정의하여 설계부재력을 구하면, 동적밑면전단력 보정계수가 감소하기 때문에 X, Y축을 주축으로 정하여 설계부재력 구하였을 때보다 설계부재력이 $15\%$정도 작은 값을 보여주었다. 2) 100/30법에 따라 방향성을 고려하여 구한 설계부재력은 2방향 시간이력해석결과로부터 구한 최대설계부재력보다 큰 값을 보여주어 100/30법에 따라 직교성을 고려하는 방법은 타당한 것으로 나타났으나, 시간이력해석결과에서 부재력을 나타내는 벡터$(P,\;M_y,\;and\;M_z)$ 많은 부분이 100/30법에 따라 예측한 설계부재력의 영역을 벗어났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권1호
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• pp.135-144
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• 2017

Near-fault ground motions are characterized by high values of the ratio between the peak of vertical and horizontal ground accelerations, which can significantly affect the nonlinear response of a base-isolated structure. To check the effectiveness of different base-isolation systems for retrofitting a r.c. framed structure located in a near-fault area, a numerical investigation is carried out analyzing the nonlinear dynamic response of the fixed-base and isolated structures. For this purpose, a six-storey r.c. framed building is supposed to be retrofitted by insertion of an isolation system at the base for attaining performance levels imposed by current Italian code in a high-risk seismic zone. In particular, elastomeric (e.g., high-damping-laminated-rubber bearings, HDLRBs) and friction (e.g., steel-PTFE sliding bearings, SBs, or friction pendulum bearings, FPBs) isolators are considered, with reference to three cases of base isolation: HDLRBs acting alone (i.e., EBI structures); in-parallel combination of HDLRBs and SBs (i.e., EFBI structures); FPBs acting alone (i.e., FPBI structures). Different values of the stiffness ratio, defined as the ratio between the vertical and horizontal stiffnesses of the HDLRBs, sliding ratio, defined as the global sliding force divided by the maximum sliding force of the SBs, and in-plan distribution of friction coefficient for the FPs are investigated. The EBI, EFBI and FPBI base-isolation systems are designed assuming the same values of the fundamental vibration period and equivalent viscous damping ratio. The nonlinear dynamic analysis is carried out with reference to near-fault earthquakes, selected and scaled on the design hypotheses adopted for the test structures.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.35-45
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• 2012

본 논문에서는 지진시 역 T형 옹벽에 작용하는 기초 접지압의 변화를 Mononobe-Okabe공식을 이용하는 기존의 유사정적 설계기법과, 지반의 비선형 부지증폭현상 고려한 유한차분해석을 이용하여 살펴 보았다. 옹벽 설계에 있어서 높이 10m를 초과하는 역 T형 옹벽의 경우 상시 안정조건을 만족함에도 불구하고 지진시 지지력 안정조건을 만족하지 못하는 경우가 발생한다. 안정조건을 만족시키지 못하는 주요 원인은 동토압으로 야기되는 편심하중 증가로 인한 기초 유효저면적의 감소이다. 본 논문에서는 역 T형 옹벽의 지진시 유효저면적의 변화를 유한차분해석프로그램(FLAC)을 이용하여 살펴보았으며, 그 결과로부터 동적지지력 계수의 설계 적용성을 검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.17-24
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• 2002

교대-인접토체사이의 상호작용으로 인한 비선형 교대거동이 교량구조물의 전체지진응답에 미치는 영향을 다양한 인자들을 고려할 수 있도록 개발된 이상화된 교량 해석모형을 이용하여 분석하였다. 교대의 비선형 운동은 교대의 강성저하를 반영하는 비선형 스프링으로 모형화하였으며, 비선형효과를 분석하기 위하여 현행 도로교 설계기준에서 제시하고 있는 일정강성을 적용한 선형스프링을 이용한 상대적인 선형모형과 결과를 비교하였다. 분석결과로부터 전체적인 교량구조물의 지진응답은 교대진동계의 모형화 방법 밑 인접한 토체의 조건에 따라 다양하게 나타나며, 교대진동계는 교량구조물의 지진응답에 중요한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 인접진동계간 최대상대거리는 비선형 모델을 적용한 경우가 상당히 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 전체 교량구조물에서 낙교의 발생가능성이 가장 큰 위치에서 최대 30%, 정도까지도 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 촘촘한 모래를 갖는 토체조건 하에서는 경간수가 증가할수록 교대의 비선형 거동에 따른 영향은 증가하는 것으로 평가되었다. 따라서 교량구조물의 지진거동 분석시 교대의 거동특성을 보다 실제적으로 반영하기 위해서는 교대의 비선형거동이 합리적으로 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권6호
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• pp.5-16
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• 2022

국내 내진설계의 경우, 일반적으로 비배수 조건 해석을 통해 구조물과 지반의 변형을 검토하여 이를 설계 및 유지보수에 적용한다. 하지만 지진과 같은 동적하중에 의해 발생한 액상화 현상 이후 과잉간극수압의 소산과정을 거치게 되면 추가적인 지반의 침하가 발생하고 그에 따른 더 큰 피해가 발생한다. 그러므로 배수조건의 해석이 추가적으로 요구되는 실정이며, 지진이 끝난 후 소산과정을 거친 지반의 침하량을 산정하고 검토하는 등의 정확한 지반의 거동을 파악해 이를 설계 및 유지보수에 함께 적용해야 한다. 따라서 본 연구는 순수 사질토 지반을 Dr=30%의 느슨한 지반과 Dr=70%의 조밀한 지반으로 구분하여 비배수조건과 배수조건을 가정해 수치해석을 실시하였다. 특히, 지진과 같은 동적하중이 작용할 때, 지반의 배수조건을 고려하여 느슨한 지반과 조밀한 지반의 침하량 및 과잉간극수압비를 비교하고, 지진이 끝난 후 지반의 소산과정에서 나타나는 침하량 및 과잉간극수압비를 비교, 분석하는 부분에 초점을 맞췄다. 그 결과 지진 시 발생한 지반의 침하량 보다 소산과정을 거친 지반의 침하량이 약 30~60배 큰 결과를 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.443-453
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• 2013

하이브리드 실험은 수치해석 모형과 물리적 부분구조 모형사이의 상호작용을 통하여 구조물의 거동을 예측하는 실험법이다. 본 연구에서는 지진하중 재하 시 1경간 2층 강 뼈대 구조물에 대한 다자유도 하이브리드 실험을 수행하고 유효성을 확보하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 전용 하이브리드 수치해석 프로그램인 FEAPH을 개발하였으며, 최적화된 시스템을 구축하였다. FEAPH은 고정 반복법(Fixed iteration)과 병렬화(Parallelization) 기법을 적용하여 순차적 해석에서 발생되는 비효율적 연산을 개선하였다. 또한, 종전에 데이터 통신과 부분구조물과 해석프로그램간의 인터페이스를 간략화하여 하이브리드 시스템 구성을 최적화 하였다. 그 결과, 입력 가진시간(30초) 대비 약 10%의 실험시간이 소요되었다. 시스템의 신뢰성을 검증하고 선형실험과 강 뼈대 구조물의 동적거동을 예측하기 위해 비선형 실험을 수행하였으며 수치해석과의 변위응답이력은 거의 일치 하였다. 그러나 최대변위에 대한 응답은 다소 차이를 보였으며, 이는 재료 비선형성에 대한 해석상의 오차와 영구변형에 의해 발생한 것으로 판단된다. 따라서 적절한 재료 비선형 모델과 알고리즘의 개선이 이루어지면, 실시간 하이브리드 시스템은 구조물의 동적거동을 예측하는데 유용하게 활용될 것이며, 추후 진동대 실험을 대체할 수 있는 효과적인 실험 방법이 될 것으로 판단된다.