• 제목/요약/키워드: earthquake protection

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Sliding mode control for structures based on the frequency content of the earthquake loading

  • Pnevmatikos, Nikos G.;Gantes, Charis J.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제5권3호
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    • pp.209-221
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    • 2009
  • A control algorithm for seismic protection of building structures based on the theory of variable structural control or sliding mode control is presented. The paper focus in the design of sliding surface. A method for determining the sliding surface by pole assignment algorithm where the poles of the system in the sliding surface are obtained on-line, based on the frequency content of the incoming earthquake signal applied to the structure, is proposed. The proposed algorithm consists of the following steps: (i) On-line FFT process is applied to the incoming part of the signal and its frequency content is recognized. (ii) A transformation of the frequency content to the complex plane is performed and the desired location of poles of the controlled structure on the sliding surface is estimated. (iii) Based on the estimated poles the sliding surface is obtained. (iv) Then, the control force which will drive the response trajectory into the estimated sliding surface and force it to stay there all the subsequent time is obtained using Lyapunov stability theory. The above steps are repeated continuously for the entire duration of the incoming earthquake. The potential applications and the effectiveness of the improved control algorithm are demonstrated by numerical examples. The simulation results indicate that the response of a structure is reduced significantly compared to the response of the uncontrolled structure, while the required control demand is achievable.

낙교 방지를 위한 받침보호장치의 앵커부 내진성능 (Seismic Performance of the Anchor System of Bearing-protection Devices Preventing the Unseating Failure of Bridges)

  • 정혁창;김민수;박광순;주형석;김익현
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.45-53
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    • 2010
  • 지진 시 낙교는 교량의 기능을 상실하는 가장 심각한 피해의 하나로서 반드시 피해야 한다. 교량 받침의 파괴로 인한 낙교를 방지하기 위한 방법의 하나로서 국내에서는 받침보호장치가 많이 사용되고 있다. 교량 받침부의 옆의 빈 공간에 설치되어 상부구조로부터 전달되는 지진하중을 부담하여 받침의 파괴를 방지한다. 이러한 받침보호장치가 충분한 내진성능을 발휘하기 위해서는 받침보호장치 본체뿐만 아니라 이를 교량에 고정시키는 앵커부의 강도도 함께 확보되어야 한다. 국내에서는 이들 앵커부의 설계 방법이 확립되지 않아서 받침보호장치의 공급업체가 제공하는 설계도에 따라 시공되어 왔다. 이에 본 연구에서는 베드블록의 높이가 다른 받침보호장치를 대상으로 하여 앵커부의 성능을 실험을 통하여 확인하였고 내진성능을 확보하기 적절한 설계법을 제시하였다.

지진대피공간으로써의 공원녹지 적절성 평가지표 연구 (A Study on the Suitability Impact Factors of a Comprehensive Park as an Emergency Shelter for Earthquakes)

  • 차오린썬;강태호
    • 한국조경학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.62-70
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    • 2017
  • 2016년 9월 12일 경상북도 경주시역에서 발생한 규모 5.8의 지진은 한국이 더 이상 지진으로부터 안전한 지역이 아님을 전 국민에게 확실하게 인지하게 하였다. 도시 녹지는 특성상 양호한 지진 대피 기능을 지니고 있는 도시 내 중요한 지진 대피 장소이다. 그러나 공원녹지는 지진 대피 적절성에 대한 연구의 부족으로 지진 발생 후 피난 장소로 활용되지 못하고 있는 경우가 많다. 본 연구는 도시 공원이 지진 대피 장소로써의 적절성을 평가하기 위한 지표를 개발하기 위해 델파이 기법을 활용하여 3차에 걸쳐 조사를 실시하였다. 조사 결과에 대한 평균(M), 표준편차(SD), 합의도, 수렴도, 내용타당도 지수(CVR) 등을 분석하여 총 37개 지표 중 10개의 지표들을 기준에 부합하지 않기 때문에 제거하였고, 최종 27개의 지표가 선정되었다. 최종 연구 결과, 공원녹지의 지진 대피 적절성 평가에 대한 안전성과 접근성, 서비스 효과성은 각각 8개, 6개, 13개의 평가지표가 선정되었다.

형상기억합금을 이용한 다경간 연속 강교량의 지진보호 (Seismic Protection for Multiple Span Continuous Steel Bridges using Shape Memory Alloy-Restrainer-Dampers)

  • Park, Eunsoo;Kim, Haksoo
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.77-86
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    • 2004
  • 본 논문은 강교좌장치를 가지고 있는 연속 강교량을 지진으로부터 보호하기 위해서 형상기억합금을 이용한 장치를 제안했다. 예로 사용하고 있는 연속 강교량은 고정단을 가진 교각에 지진하중이 집중하고 상당히 큰 상부구조의 중량으로 인하여 교각에 손상을 입기 쉽고 상판의 교대에 대한 충돌로 교대의 수동변위가 크게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 두 가지 종류의 restrainer-damper가 제안되었으며 지진해석을 통해서 효과를 검증하였다. 또한 미주에서 일반적으로 사용되고 있는 강재 케이블의 restraoiner와 성능을 비교하였다.

Vulnerability assessment of strategic buildings based on ambient vibrations measurements

  • Mori, Federico;Spina, Daniele
    • Structural Monitoring and Maintenance
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    • 제2권2호
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    • pp.115-132
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    • 2015
  • This paper presents a new method for seismic vulnerability assessment of buildings with reference to their operational limit state. The importance of this kind of evaluation arises from the civil protection necessity that some buildings, considered strategic for seismic emergency management, should retain their functionality also after a destructive earthquake. The method is based on the identification of experimental modal parameters from ambient vibrations measurements. The knowledge of the experimental modes allows to perform a linear spectral analysis computing the maximum structural drifts of the building caused by an assigned earthquake. Operational condition is then evaluated by comparing the maximum building drifts with the reference value assigned by the Italian Technical Code for the operational limit state. The uncertainty about the actual building seismic frequencies, typically significantly lower than the ambient ones, is explicitly taken into account through a probabilistic approach that allows to define for the building the Operational Index together with the Operational Probability Curve. The method is validated with experimental seismic data from a permanently monitored public building: by comparing the probabilistic prediction and the building experimental drifts, resulting from three weak earthquakes, the reliability of the method is confirmed. Finally an application of the method to a strategic building in Italy is presented: all the procedure, from ambient vibrations measurement, to seismic input definition, up to the computation of the Operational Probability Curve is illustrated.

반복하중을 받는 경량 배관 서포트 시스템에 대한 실험적 성능 평가 (Experimental Capacity of Suspended Piping Trapeze Restraint Installations under Cyclic Loadings)

  • 정상덕;오창수;박민재;이창환
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.79-86
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    • 2023
  • Damage to gas and fire protection piping systems can lead to secondary disasters after an earthquake, so their seismic design is crucial. Accordingly, various types of seismic restraint installations are being devised, and a new suspended piping trapeze restraint installation has also recently been developed in Korea. In this study, a cyclic loading test was performed on the developed trapeze support system, and its performance was evaluated according to ASHRAE 171, the standard for seismic and wind restraint design established by the American Society of Refrigeration and Air Conditioning Engineers (ASHRAE). The three support system specimens did not break or fracture, causing only insignificant deformations until the end of the experiment. Based on the experimentally rated strength and displacement performance, this trapeze support system is expected to control the seismic movement of piping during an earthquake.

건축물에 설치되는 소방용 배관의 내진장치에 관한 연구 (A Study on Seismic Protection Equipment for Fire Pipes Installed on Buildings)

  • 임건태;임상호
    • 산업진흥연구
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    • 제4권1호
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    • pp.1-9
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    • 2019
  • 본 연구는 아파트, 빌딩 등의 건축물에 설치되는 소방용 배관의 내진장치에 관한 기술로서, 소방용 배관이 좌우 유동하도록 체결볼트로 베이스패널에 고정되고, 베이스패널이 상하 완충작용을 하도록 한쌍의 소버로 건축물의 천장에 설치됨으로써, 지진이나 진동 또는 유체의 흐름에 따른 진동 등을 완화시켜 소방용 배관의 손상 및 파손을 방지함에 따라 지진으로 인한 피해를 최소화 하는 소방용 배관의 내진장치에 관한 기술분야로, 지하층의 콘크리트 내에 매설된 인서트 플레이트 또는 천정에 등간격으로 형성된 천정행거볼트에 결합되어 배관을 천정으로부터 일정간격 유지하고 배관의 수평 상태를 항상 일정하게 유지하여 배관 내의 유체 흐름으로 인해 발생하는 배관의 이완 또는 처짐을 방지하고, 배관의 파손을 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

동일본 대지진 당시 일본의 비상 발령 및 주민대피에 관한 실태 조사와 시사점 도출: 문헌조사연구 (Implications of Emergency Alert and Resident Evacuation in Japan during the Great East Japan Earthquake: Literature Survey Study)

  • 이재영;김윤희;엄영호
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.500-511
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    • 2021
  • 연구목적: 후쿠시마 원자력 발전소 폭발사고 발생 당시의 재난상황, 주민보호를 위한 비상발령 상황, 주민 피난 상황에 대한 조사와 더불어 당시 주민보호 시스템에 있어서 제기된 문제점 및 조치사항에 대한 조사를 수행함으로서, 국내 원자력 재해를 대비한 주민 피난 대책 수립 과정에서 검토해야만 하는 시사점을 도출하고자 한다. 연구방법: 동일본 대지진 직후부터 현재까지 일본의 국가, 국회, 지자체 및 관련기관으로부터 발행된 보고서를 중심으로 문헌조사를 수행하였다. 연구결과: 후쿠시마 원자력발전소 폭발사고 발생 당시의 주민의 피난과정에서 도출된 문제점과 대응방안에 대한 조사 결과를 통하여 국내의 방사능 재해 대책 수립과정에 있어서 검토해야만 하는 사항을 도출하였다. 결론: 검토 사항을 크게 4가지로 분류하였으며 각 분류에 따른 상세 검토사항을 제시하였다.

철근콘크리트 구조물 내 부착된 수계 관망시스템의 내진거동 및 손상예측 (Seismic Performance and Damage Prediction of Existing Fire-protection Pipe Systems Installed in RC Frame Structures)

  • 정우영;주부석
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.37-43
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    • 2011
  • 구조물 내 설치된 파이프시스템은 주로 내부구성원들의 인간생활에 근간이 되는 기반시설로서 현대 도시생활의 생명선과 같은 역할을 한다. 이들 구조물 내 파이프시스템이 만약 지진발생에 의하여 손상될 경우 1차적으로 구조물 내 기능성이 저하되고 구조물 내 많은 정신적, 물질적 피해가 발생할 수 있다. 실제 내진공학에서 지진발생에 따른 비구조재요소의 거동은 크게 중요하게 고려되지 않으나 인적 및 물적 피해와 매우 밀접하게 연관되는 가스 혹은 수계파이프시스템에 대한 비구조적 요소의 거동예측 및 성능평가 연구는 보다 효과적인 구조물 유지관리를 위하여 그 필요성이 크다고 판단된다. 본 연구는 현재 일반적으로 널리 시공되어져 있는 노후 철근콘크리트 빌딩구조물 내 설치된 가스 혹은 수계파이프시스템에 대하여 실제 지진발생이 예측되는 거동을 살펴보고 이들 거동에 따른 성능평가 및 현 설계기준에 대한 검토도 병행하여 수행하고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 해석적으로 발생 가능한 총 10회의 지진파에 대하여 현재 실제 건물 내 기설치된 수계파이프시스템 모델링 및 해석을 통하여 그 결과를 검증, 평가하였으며 부가적으로 실제 발생 가능한 파괴유형 분석을 통하여 현 설치된 수계파이프시스템의 설계에 대한 적절한 내진보강방법에 대하여도 제안하고자 한다.

학교시설물의 노후화 현상 및 지진.화재.풍수해의 피해에 대한 사례 조사연구 (A investigation study on the site analysis damaged by disaster and deterioration reason of school facilities)

  • 윤유혁;신이철;권영진
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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    • pp.21-26
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    • 2008
  • We investigate the various factors such as earthquake, fire, flood and deterioration factors such as carbonation, salt attack, freezing thawing, alkali-aggregate reaction effects on the school facilities. As the consequence of this study we can see that there are very relative relation between deterioration factors and disaster factors. It is the aim of this study to investigate the site analysis damaged by disaster and deterioration factors of school facilities.

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