• Wind and Structures
• /
• 제31권2호
• /
• pp.103-142
• /
• 2020

One of the next frontiers in structural wind engineering is the design of tall buildings using performance-based approaches. Currently, tall buildings are being designed using provisions in the building codes and standards to meet an acceptable level of public safety and serviceability. However, recent studies in wind and earthquake engineering have highlighted the conceptual and practical limitations of the code-oriented design methods. Performance-based wind design (PBWD) is the logical extension of the current wind design approaches to overcome these limitations. Towards the development of PBWD, in this paper, we systematically review the advances made in this field, highlight the research gaps, and provide a basis for future research. Initially, the anatomy of the Wind Loading Chain is presented, in which emphasis was given to the early works of Alan G. Davenport. Next, the current state of practice to design tall buildings for wind load is presented, and its limitations are highlighted. Following this, we critically review the state of development of PBWD. Our review on PBWD covers the existing design frameworks and studies conducted on the nonlinear response of structures under wind loads. Thereafter, to provide a basis for future research, the nonlinear response of simple yielding systems under long-duration turbulent wind loads is studied in two phases. The first phase investigates the issue of damage accumulation in conventional structural systems characterized by elastic-plastic, bilinear, pinching, degrading, and deteriorating hysteretic models. The second phase introduces methods to develop new performance objectives for PBWD based on joint peak and residual deformation demands. In this context, the utility of multi-variate demand modeling using copulas and kernel density estimation techniques is presented. This paper also presents joined fragility curves based on the results of incremental dynamic analysis. Subsequently, the efficiency of tuned mass dampers and self-centering systems in controlling the accumulation of damage in wind-excited structural systems are investigated. The role and the need for explicit modeling of uncertainties in PBWD are also discussed with a case study example. Lastly, two unified PBWD frameworks are proposed by adapting and revisiting the Wind Loading Chain. This paper concludes with a summary and a proposal for future research.

• Journal of Contemporary Eastern Asia
• /
• 제15권1호
• /
• pp.41-63
• /
• 2016

Energy policy is known to have higher path dependency among policy fields (Kuper and van Soest, 2003; OECD, 2012; Kikkawa, 2013) and is a critical component of the infrastructure development undertaken in the early stages of nation building. Actor roles, such as those played by interest groups, are firmly formed, making it unlikely that institutional change can be implemented. In resource-challenged Japan, energy policy is an especially critical policy area for the Japanese government. In comparing energy policy making in Japan and Germany, Japan’s policy community is relatively firm (Hartwig et al., 2015), and it is improbable that institutional change can occur. The Japanese government’s approach to energy policy has shifted incrementally in the past half century, with the most recent being the 2012 implementation of the “Feed-In Tariff Law” (Act on Special Measures Concerning Procurement of Renewable Electric Energy by Operators of Electric Utilities), which encourages new investment in renewable electricity generation and promotes the use of renewable energy. Yet, who were the actors involved and the factors that influenced the establishment of this new law? This study attempts to assess the factors associated with implementing the law as well as the roles of the relevant major actors. In answering this question, we focus on identifying the policy networks among government, political parties, and interest groups, which suggests that success in persuading key economic groups could be a factor in promoting the law. Our data is based on the “Global Environmental Policy Network Survey 2012-2013 (GEPON2)” which was conducted immediately after the March 11, 2011 Great East Japan Earthquake with respondents including political parties, the government, interest groups, and civil society organizations. Our results suggest that the Feed in Tariff (FIT) Law’s network structure is similar to the information network and support network, and that the actors at the center of the network support the FIT Law. The strength of our research lays in our focus on political networks and their contributing mechanism to the law’s implementation through analysis of the political process. From an academic perspective, identifying the key actors and factors may be significant in explaining institutional change in policy areas with high path dependency. Close examination of this issue also has implications for a society that can promote renewable and sustainable energy resources.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.875-888
• /
• 2013

최근에는 초탄성 형상기억합금을 구조물 일부에 설치하여 지진과 같은 외부 충격하중으로 인해 발생되는 영구적인 소성 변형을 줄이고 자동치유가 가능한 변위제어 시스템을 개발하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 초탄성 형상 기억합금은 상당량의 변위를 가하더라도 별도의 열처리 없이도 상온에서 단지 하중만을 제거하여도 원형으로 복원이 가능한 독특한 합성 금속재료이다. 뼈대 구조물에서 변형이 집중이 되는 부위에 기존에 사용된 강재를 대신하여 초탄성 형상기억합금을 사용한다면 시스템의 복원 효과를 극대화 시킬 수 있다. 따라서 본 연구는 내진성능이 우수한 좌굴방지 가새프레임에 초탄성 형상기억합금 소재를 접목시킨 새로운 구조 시스템을 제안하고 자 한다. 본 연구에서 제안된 구조시스템의 성능을 검증하기 위하여 현재 사용되는 설계코드를 참고하여 6층의 가새프레임 빌딩을 설계를 하고 2차원적인 유한요소 프레임 모델에 각각의 지진 위험도 레벨의 가속도 데이터를 사용하여 비선형 동적 해석을 실시하였다. 해석결과를 바탕으로 초탄성 형상기억합금 가새시스템을 사용한 프레임 구조물과 기존의 가새시스템을 성능적인 측면에서 서로 비교하였다. 해석결과는 지진하중 이후에 초탄성 형상기억합금 가새시스템은 구조물에 잔류 처짐을 감소하는데 매우 효율적임을 보여주고 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제42권2호
• /
• pp.114-129
• /
• 2017

Background: The purpose of this paper is to confirm the event timings and the magnitude of fission product aerosol release from the Fukushima accident. Over a few hundreds of technical papers have been published on the environmental impact of Fukushima Daiichi accident since the accident occurred on March 11, 2011. However, most of the research used reverse or inverse method based on the monitoring of activities in the remote places and only few papers attempted to estimate the release of fission products from individual reactor core or from individual spent fuel pool. Severe accident analysis code can be used to estimate the radioactive release from which reactor core and from which radionuclide the peaks in monitoring points can be generated. Materials and Methods: The basic material used for this study are the initial core inventory obtained from the report JAEA-Data/Code 2012-018 and the given accident scenarios provided by Japanese Government or Tokyo Electric Power Company (TEPCO) in official reports. In this research a forward method using severe accident progression code is used as it might be useful for justifying the results of reverse or inverse method or vice versa. Results and Discussion: The release timing and amounts to the environment are estimated for volatile radioactive fission products such as noble gases, cesium, iodine, and tellurium up to 184 hours (about 7.7 days) after earthquake occurs. The in-plant fission product behaviors and release characteristics to environment are estimated using the severe accident progression analysis code, MELCOR, for Fukushima Daiichi accident. These results are compared with other research results which are summarized in UNSCEAR 2013 Report and other technical papers. Also it may provide the physically based arguments for justifying or suspecting the rationale for the scenarios provided in open literature. Conclusion: The estimated results by MELCOR code simulation of this study indicate that the release amount of volatile fission products to environment from Units 1, 2, and 3 cores is well within the range estimated by the reverse or inverse method, which are summarized in UNSCEAR 2013 report. But this does not necessarily mean that these two approaches are consistent.

• 한국초등과학교육학회지:초등과학교육
• /
• 제24권5호특별호
• /
• pp.546-557
• /
• 2005

제1차 교육과정부터 지금까지 초등과학 교육과정에서 나타난 지질 영역 관련 내용을 교과서를 중심으로 분석하여, 내용의 변천 과정의 특징을 알아보는데 목적을 두었다. 지질 내용 분석틀을 기초로 지질영역 내용을 분석하였다. 지질 영역 관련 교육내용의 변천 과정은 내용의 구성과 학습 분량, 실험활동 학습 내용, 주요 용어의 변천과정, 삽화의 수의 변화를 알아보았으며, 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 지질 영역관련 내용 중 풍화와 토양, 화성암, 퇴적암, 변성암, 지표의 평탄화 작용, 습곡과 단층, 지진과 화산, 지층과 화서의 내용들은 전 교육과정에서 공통적으로 다루어졌다. 둘째, 학습 분량을 살펴보면 전 교육과정을 통하여 과학교육 전체 내용 중 5.1%에서 11.5%까지 평균 9.2% 정도 지질 영역관련 내용이 차지하고 있었다. 이 중 암석과 토양의 학습 분량이 전 교육과정에서 공통적으로 가장 많이 다루어졌으며, 지각변동의 학습 분량이 뒤를 이었다. 셋째, 실험 활동의 내용들을 보면, 각 교육과정별로 비율의 차이는 있으나, 풍화와 토양, 화성암, 지표의 평탄화 작용, 지층과 화석 등은 꾸준히 실험 활동이 적용되고 있었다. 넷째, 주요 용어의 변천과정을 살펴보면, 암석관련 용어가 가장 많이 바뀐 것을 알 수 있었으며, 교육과정이 바뀔 때마다 새로운 용어가 생기거나 삭제되거나 같은 용어를 다르게 제시하여 혼돈을 주고 있는 것으로 파악되었다. 다섯째, 교과서 삽화를 분석해 본 결과, 예전에는 그림이나 도해수가 많았으나, 과학이나 교과서 편찬 기술이 발달할수록 사진 수가 점점 많아진 것으로 밝혀졌다. 또한, 아동들의 학습에 대한 이해와 흥미를 높일 수 있는 만화나 도표 수가 근래에 증가하고 있음이 밝혀졌다.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.91-96
• /
• 2007

최근, 복잡해진 도심지의 토지이용률을 향상시키기 위해 원형 강기둥 구조물의 건설이 점차 요구되고 있다. 원형강기둥 구조물은 유효단면적을 감소함과 동시에 내하력 증가 효과를 기대할 수 있다. 그러나 이러한 원형 강기둥 구조물은 지진 및 피로와 같은 반복하중 작용시 국부좌굴 및 대변형 현상이 발생하며 이로 인하여 대상구조물의 성능이 감소된다. 이러한 내하력 감소 현상을 방지하기 위해 최근 원형 강기둥에 환보강재(다이아프램)의 적용을 고려할 수 있다. 수직보강재의 적용으로 인한 좌굴내하력 및 내진성능의 증가효과는 이미 연구된 바 있으나 다이아프램에 관한 연구는 아직 전무한 실정이다. 단조 및 반복하중 작용시 국부좌굴 및 변형을 효과적으로 방지하기 위해서는 원형강교각에 적용된 다이아프램 설치위치가 중요한 역할을 한다. 그러나 설치위치의 변화에 따른 다이아프램의 내진성증 증가효과에 관해서는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 기하학적, 재료학적 비선형을 고려한 유한요소프로그램을 이용하여 탄소성해석을 수행하였다. 즉, 다이아프램 설치위치를 파라메타로하여 내진성능을 검토하였다. 본 연구에서는 각 해석모델의 내하력 및 에너지 소산효율을 비교함으로서 원형강교각에 적용된 다이아프램에 관한 내진성능을 명확히 하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.355-362
• /
• 2009

국내에 많이 건설되고 있는 빌라형 주택은 건축적인 요구를 위하여 저층부에 필로티를 두고 있는 경우가 많다. 구조물 상층부의 비내력벽에 의하여 저층에 연약층을 유발하고 따라서 지진에 매우 취약하다. 그러나 설계시 일반적인 설계방법과 동일하게 상부층의 칸막이벽은 비구조체로 간주되어 무시된다. 그러므로 설계단계에서 무시되는 비내력벽의 유무에 따라서 건축물이 어떠한 지진거동의 차이점을 보이는지 살펴볼 필요가 있다. 본 연구에서는 대상 건축물의 지진취약도 해석을 통하여 비내력벽의 유무에 따른 건축물의 지진거동을 평가하였다. 비내력벽의 유무에 따른 동일한 골조를 가지는 저층 철근콘크리트 건축물을 적용하여 지진거동에서 비내력벽의 영향을 평가하였다. 비내력벽은 보편화된 모형화 방법인 등가의 대각 압축 스트럿으로 고려하였다. 골조만 있는 모델과 연약층이 있는 모델의 취약도곡선을 비교하였다. 해석 결과로 연약층이 있는 RC 건물의 내진성능은 설계기준에서 제시하고 있는 성능수준을 만족하지 못하며 지진에 취약함을 보여준다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.465-474
• /
• 2008

실시간 하이브리드 실험법(real-time hybrid testing method)은 구조물의 수치해석부와 실험부 부분구조를 운동방정식으로 통합하여 실시 간으로 동시에 계산과 실험을 수행하는 방법이다 본 연구는 실시간 하이브리드 실험법을 사용하여 수동 및 준능동 MR감쇠기가 설치된 건축구조물의 내진성능을 정량적으로 평가한다. 건물 모델은 실물 크기 5층 건물을 강제진동실험 결과를 통해 식별한 수치모델로 사용하였고, MR감쇠기는 실험적 부분구조르 UTM에 설치되었다. 본 연구에서 수행되는 실시간 하이브리드 실험은 사인파 및 지진파 가진을 통하여 얻은 결과와 전류에 따른 MR감쇠기의 제어력을 이용하여 얻은 Bouc-Wen모델을 사용하여 얻은 해석모델과 일치함으로 그 유효성을 입증하였다. 또한 예비연구로써 구조물의 응답을 최적으로 제어하기 위한 clipped-optimal 제어알고리즘과 modulated homogeneous friction 준능동 제어알고리즘을 MR감쇠기에 적용하였다. 각 전류별 Bouc-Wen모델을 곡선맞춤하여 각각의 Bouc-Wen모델 파라미터를 식별하였으며 그 결과를 준능동 제어알고리즘 수치해석에 적용하였다. 또한 실시간 하이브리드 실험법을 이용한 준능동 제어 실험결과와 해석결과를 비교하여 준능동 제어알고리즘의 성능을 평가함에 있어 실시간 하이브리드 실험이 합리적임을 보여준다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.143-159
• /
• 2017

지진하중으로 초래되는 지하터널 구조물의 손상에 대한 위험도를 예측하기 위해 이 논문에서 확률론적 취약도 평가절차를 개발하였다. 특히 지진취약도 평가에 필수 요소인 취약도곡선의 유도를 위하여 단순화된 방법론을 정립하는 데 중점을 두었다. 지반-구조물상호작용(SSI) 효과를 고려한 구조물의 동적응답거동을 추정하기 위해서 지중구조물에 대한 지반응답가속도법(GRAMBS)을 제안기법에 적용하였다. 또한, 푸시오버 해석을 통해 터널의 손상상태를 정의하고 라틴하이퍼큐브 샘플링(LHS) 기법을 사용하여 설계변수와 관련된 불확실성을 고려하였다. 적용된 기법의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위하여 설계스펙트럼을 만족하도록 생성된 다수의 인공지진운동에 대해 수치해석을 수행하고 취약도곡선을 개발하였다. 두 매개변수 대수정규분포 함수로 지진 취약도곡선을 표현하는데, 여기서 두 매개변수인 중앙값과 대수표준편차는 최우추정(MLE)법을 사용하여 산정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제32권6호
• /
• pp.367-374
• /
• 2019

논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.