• Earthquakes and Structures
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• 제4권4호
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• pp.397-428
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• 2013

This paper examines whether the "effective period" of bilinear isolation systems, as defined invariably in most current design codes, expresses in reality the period of vibration that appears in the horizontal axis of the design response spectrum. Starting with the free vibration response, the study proceeds with a comprehensive parametric analysis of the forced vibration response of a wide collection of bilinear isolation systems subjected to pulse and seismic excitations. The study employs Fourier and Wavelet analysis together with a powerful time domain identification method for linear systems known as the Prediction Error Method. When the response history of the bilinear system exhibits a coherent oscillatory trace with a narrow frequency band as in the case of free vibration or forced vibration response from most pulselike excitations, the paper shows that the "effective period" = $T_{eff}$ of the bilinear isolation system is a dependable estimate of its vibration period; nevertheless, the period associated with the second slope of the bilinear system = $T_2$ is an even better approximation regardless the value of the dimensionless strength,$Q/(K_2u_y)=1/{\alpha}-1$, of the system. As the frequency content of the excitation widens and the intensity of the acceleration response history fluctuates more randomly, the paper reveals that the computed vibration period of the systems exhibits appreciably scattering from the computed mean value. This suggests that for several earthquake excitations the mild nonlinearities of the bilinear isolation system dominate the response and the expectation of the design codes to identify a "linear" vibration period has a marginal engineering merit.

• Earthquakes and Structures
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• 제19권1호
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• pp.45-57
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• 2020

This paper presents the experimental application of a new method for seismic vulnerability assessment of buildings recently introduced in literature, the SMAV (Seismic Model Ambient Vibration) methodology 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. They do not suffer such damage as to compromise the operation within a framework of assessment of the overall capacity of the urban system. To this end, for the characterization of their operational vulnerability, a Structural Operational Index (IOPS) has been considered. In particular, the dynamic environmental vibrations of the two considered strategic buildings, the fire station and the town hall building of a small town in the South of Italy, have been monitored by positioning accelerometers in well-defined points. These measurements were processed through modern Operational Modal Analysis techniques (OMA) in order to identify natural frequencies and modal shapes. Once these parameters have been determined, the structural operational efficiency index of the buildings has been determined evaluating the seismic vulnerability of the strategic structures analyzed. his study aimed to develop a model to accurately predict the acceleration of structural systems during an earthquake.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.46-51
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• 2013

지진 발생 시 건물에 설치된 소방설비 주요 구성품의 내진성능을 평가할 수 있는 실험실에서 수행 가능한 Lab scale의 내진성능시험방법을 개발하기 위하여 지반응답해석방법과 전달함수 등을 바탕으로 한 등가선형해석이론을 적용하고자 하였다. 내진성능시험은 등가가속도에 의한 시험과 임의가속도에 의한 시험으로 나눠지는데, 등가가속도 시험은 등가선형해석에 의해 지진 규모에 따른 등가가속도를 적용하여 공진점을 찾거나 시험체의 이상 유무를 관찰하는 것이며, 임의가속도 시험은 순간적인 강진이 가해질 때를 모사한 것으로 가진주파수와 가진폭에 따라 가속도가 결정되며 기능수행여부 또는 물리적 손상 등을 확인할 수 있다. 본 연구에서 개발한 시험방법을 수계소화설비 주요 구성품에 적용한 결과 특등급에 해당하는 강진 발생 시 기능수행여부를 확인할 수 있었으며, 이러한 시험방법을 통해 소방설비 구성품에 대한 내진성능을 검증할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.55-66
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• 2005

본 논문에서는 스마트 면진장치를 효과적으로 제어하기 위하여 퍼지관리제어기를 개발하였고 그 효율성을 검토하였다. 이를 위하여 1세대 스마트 면진 벤치마크 건물을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 대상 벤치마크 구조물은 부정형의 평면을 가지고 있는 8층 건물이고 탄성베어링과 MR 감쇠기로 이루어진 스마트 면진장치가 설치되어 있다. 본 논문에서는 다목적 유전자 알고리즘을 이용하여 원거리 지진과 근거리 지진에 대하여 각각 면진구조물을 효과적으로 제어할 수 있는 하위 퍼지제어기를 개발한다. 최적화과정에서는 구조물의 최대 및 RMS 가속도와 면진층 변위의 저감이 목적으로 사용된다. 벤지마크 건물에 지진하중이 가해지면 두 개의 하위 퍼지제어기에서는 각각 다른 명령전압이 제공되는데 이 명령전압들은 퍼지관리제어기의 추론과정에 기반하여 실시간으로 참여율이 조절되어 하나의 명령전압으로 조합된다. 수치해석을 통하여 제안된 퍼지관리제어기법을 사용함으로써 상부구조물의 응답과 면진층의 변위를 효과적으로 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.11-23
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• 2010

주요 구조물의 방호를 위해 에너지 흡수 능력이 뛰어난 알루미늄 폼을 갖는 희생부재를 제안하였다. 근거리 폭발에 의한 집중된 폭파하중의 압력 저감에 대한 외연적 유한요소해석을 통한 변수 연구를 수행하였다. 폭발하중의 규모는 Z=0.48~0.95 수준으로 설정하였고 경험적 폭발하중을 이용하였다. 알루미늄 폼의 해석 변수는 밀도와 두께로 설정하였고 덮개 여부를 고려하였다. 해석 결과로 부터 밀도가 낮고 두께가 두꺼울수록 전달압력의 수준을 알루미늄 폼의 항복강도 수준으로 제어할 수 있고 폭발의 규모가 증가하면 높은 밀도의 두꺼운 희생부재가 필요함을 보였다. 덮개는 두께의 영향이 뚜렷하고 폭발압력을 분산시키는 효과를 나타내었다. 폭발의 수준에 따라 희생부재의 에너지 소산의 정도가 달라지기 때문에 이를 고려한 희생부재의 설계변수 설정이 필요하다.

• 한국지구과학회지
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• 제37권3호
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• pp.162-172
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• 2016

최근 미국 노스리지 지진(1994)과 일본 고베 지진(1995) 발생 이후 다양한 구조물 및 건축물을 설계할 때 성능 기반 설계 개념이 적극적으로 도입되고 있다. 성능기반 설계가 도입되면서 구조물 각각의 성능에 적합한 연발생빈도의 등재해도 스펙트럼이 요구되고 있다. 10 인의 지진 및 지체구조 전문가가 제시한 국내 및 미국 중동부에서 개발된 스펙트럴 지반진동 감쇠식과 다수의 지진지체구조구 모델을 사용하였다. 인구 밀도가 높은 5개 주요 도시에 대해 확률론적 방법을 이용하여 등지진재해도 스펙트럼을 분석하였다. 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0 Hz 및 PGA에 대해 확률론적 지진재해도 결과를 이용하여 500년, 1,000년 및 2,500년의 3개 재현주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하였다. 민감도 분석 결과 각각의 고유 진동수에 해당하는 지반진동 감쇠식이 지진지체구조구 모델에 비하여 지진재해도에 보다 커다란 영향을 주었다. 마지막으로 등재해도 스펙트럼은 공통적으로 10 Hz에서 최대값을 보여 주었고, 원자력 관련 기술기준 또는 기존 연구에서 제시된 등지진재해도 스펙트럼과 수준과 모앙 특성에서 유사성을 보여주었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.51-63
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• 2002

본 논문에서는 지진하중을 받는 사장교의 진동제어 기법 개발을 위해 제공된 벤치마크 사장교에 복합제어 기법을 적용하였다. 이 벤치마크 문제는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri 주에 건설중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고 Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계 단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 벤치마크 문제에는 사장교의 상세한 설계도면에 기초해 교량의 복잡한 거동을 나타낼 수 있는 3자원 선형모델과 각 제어기법의 성능을 평가하기 위한 18개의 평가기준이 제시되어 있다. 본 연구에서 적용한 복합제어 기법은 지진하중으로 인해 구조물에 발생되는 하중을 줄이기 위한 수동제어 기법과 상판변위와 같은 구조물의 응답을 추가적으로 제어하기 위한 능동제어 기법이 결합된 제어 방법이다. 수동제어 장지로는 납고무받침을 사용하였고 Bouc-Wen 모델을 사용하여 비선형 거동을 고려 할 수 있도륵 모델링 하였다. 능동제어 장치로는 이상적인 hydraulic actuators 가 사용되었으며 제어 알고리듬은 $H_2$/LQG 를 적용하였다. 수치해석 결과 제안방법의 성능은 수동제어 방법에 비해 매우 효과적이며, 능동제어 방법에 비해서는 약간 좋은 제어성능을 나타내었다. 복합제어 방법은 수동제어 부분 때문에 능동제어 방법에 비해 보다 신뢰할 수 있는 제어 방법이다. 따라서 제안된 제어방법은 지진하중을 받는 사장교의 제어를 위해 효과적으로 사용될 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.450-457
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• 2018

연구목적: 2016년 9월 경주 이후 구조물 및 비구조물의 지진 안전성 및 내진성능에 관한 문제가 이슈화 되고 있으며, 특히 배관 시스템의 경우 구조요소 보다 지진 발생시 내진성능에 있어서 취약하다고 볼 수 있다. 스프링클러 배관 시스템과 같은 비구조적 구성요소의 손상으로 인해 지진 발생 및 이후에 상당한 경제적 손실이나 생명 손실을 초래 할 수 있다. 연구방법: 본 연구는 Triple Friction Pendulum Bearings (TPBs)을 설치한 건물 배관 시스템을 이용한 소방 배관 시스템의 내진성능평가를 제시한다. Kobe, Kocaeli, GyeongJu 지진을 고려하여 지반 운동의 불확실성을 고려하였다. 연구결과: 빌딩 시스템과 파이핑 시스템의 첫 번째 모드는 각각 약 5.8Hz와 약 2.742Hz로 나타났으며, 또한 TPBs 시스템이 적용된 배관 시스템의 최대 변위는 Kobe, Kocaeli 및 GyeongJu 지진의 경우 각각 49%, 14.4%, 21.5%가 감소한 것으로 나타났다. 결론: 따라서 건물 배관 시스템에서 지진 격리 시스템을 사용하면 지진이 심할 때 TPB가 없는 일반적으로 설치된 걸물 배관 시스템보다 지진 위험을 줄일 수 있다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.93-100
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• 2013

2011년 일본 동북부지방의 대규모 지진과 쓰나미로 인한 재난은 세계3대 경제대국인 일본에게도 무방비 상태인 것은 분명한 사실인 것 같다. 우리나라의 경우도 재난복구에 대한 관심이 고조되면서 24시간 365일 무장애 시스템 운영을 위한 기술적 지원에 노력을 기울이고있다. 본 연구에서는 효율적인 정보자산 보호를 위해 재난이 발생되면 체계적인 대처 능력을 비즈니스 플랜으로 조직화하는 재난 대비 업무수행 계획을 작성한다. 또, 작성 된 업무수행 계획은 구성원이 용이하게 숙지 가능토록 체계화하여 비상사태 발생 시 혼동 없이 움직이게 하여 단시간에 일목요연하게 조직의 정보자산을 안전하게 보호하려 한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제6권5호
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• pp.495-514
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• 2014

The performance of passive control system for the seismic protection of a multi-tower cable-stayed bridge with the application of partially longitudinal constraint system is investigated. The seismic responses of the Jiashao Bridge, a six-tower cable-stayed bridge using the partially longitudinal constraint system are studied under real earthquake ground motions. The effects of the passive control devices including the viscous fluid dampers and elastic cables on the seismic responses of the bridge are examined by taking different values of parameters of the devices. Further, the optimization design principle of passive control system using viscous fluid dampers is presented to determine the optimized parameters of the viscous fluid dampers. The results of the investigations show that the control objective of the multi-tower cable-stayed bridge with the partially longitudinal constraint system is to reduce the base shears and moments of bridge towers longitudinally restricted with the bridge deck. The viscous fluid dampers are found to be more effective than elastic cables in controlling the seismic responses. The optimized parameters for the viscous fluid dampers are determined following the principle that the peak displacement at the end of bridge deck reaches to the maximum value, which can yield maximum reductions in the base shears and moments of bridge towers longitudinally restricted with the bridge deck, with slight increases in the base shears and moments of bridge towers longitudinally unrestricted with the bridge deck.