• 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 ${\varepsilon}$.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권4호
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• pp.485-510
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• 2014

In performance-based seismic design procedures Peak Ground Acceleration (PGA) and pseudo-Spectral acceleration ($S_a$) are commonly used to predict the response of structures to earthquake. Recently, research has been carried out to evaluate the predictive capability of these standard Intensity Measures (IMs) with respect to different types of structures and Engineering Demand Parameter (EDP) commonly used to measure damage. Efforts have been also spent to propose alternative IMs that are able to improve the results of the response predictions. However, most of these IMs are not usually employed in probabilistic seismic demand analyses because of the lack of reliable Ground Motion Prediction Equations (GMPEs). In order to define seismic hazard and thus to calculate demand hazard curves it is essential, in fact, to establish a GMPE for the earthquake intensity. In the light of this need, new GMPEs are proposed here for the elastic input energy spectra, energy-based intensity measures that have been shown to be good predictors of both structural and non-structural damage for many types of structures. The proposed GMPEs are developed using mixed-effects models by empirical regressions on a large number of strong-motions selected from the NGA database. Parametric analyses are carried out to show the effect of some properties variation, such as fault mechanism, type of soil, earthquake magnitude and distance, on the considered IMs. Results of comparisons between the proposed GMPEs and other from the literature are finally shown.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권9호
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• pp.661-670
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• 2020

최근 지진재해의 규모가 점차 증대됨에 따라 세계적으로 개별 시설물에 대한 내진성능평가와 관련한 연구가 다수 진행되고 있다. 상수도 시스템은 타 기반 시설에 비해 설치범위가 광범위하고 그 구성요소가 다양해 고려할 것이 많아 지진에 대한 안정성을 정확하고 효과적으로 확보하기 힘든 실정이다. 따라서 지진을 대비한 상수도 시스템의 내진성능 평가 방안을 연구하고 개발할 필요가 있다. 지진에 의한 상수도 시스템의 내진성능을 평가하기 위해 지반운동예측식(Ground Motion Prediction Equation, GMPE)이 활용된다. GMPE는 지진 규모 등과 같은 독립변수 와 PGV (Peak Ground Velocity), PGA (Peak Ground Acceleration)와 같은 지반운동 등을 고려하여 산정하게 된다. 우리나라에서 발생된 높은 강도의 지진 데이터는 현재까지 많이 축적되지 않아 특정 지진에 국한된 데이터를 활용하여 GMPE를 결정하는 등의 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 우리나라에서 계측된 지진 데이터를 활용하여 국내 지진 모의에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였으며, 이를 위해 기존 국내 지진을 기반으로 산정된 GMPE식을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진 성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.

• 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.26-35
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• 2017

미국 노스리지 지진(1994)과 일본 고베지진(1995) 발생 이후 다양한 구조물 및 건축물을 설계 할 때 성능기반 내진설계 개념을 적용하고 있다. 최근 국내 소방시설물에 대해서도 내진설계기준이 제정되어 내진설계 규정에 따라 적합하게 설계되어야 한다. 성능기반 설계가 도입되면서 구조물 중요도에 따라 기능수행, 즉시복구, 인명보호, 붕괴방지 등 각각의 성능에 적합한 연발생빈도의 등재해도 스펙트럼이 요구되고 있다. 확률론적 방법을 적용하여 국내 주요 5개 도시에 대해 등재해도 스펙트럼(uniform hazard spectrum)을 분석하였다. 지진 및 지체구조 관련된 전문가 패널은 10인이며 전문가 패널이 제시한 다수의 지진지체구조구 모델 및 다양한 지진동 감쇠식을 적용하였다. 분석대상 진동수는 (0.5, 1.0, 2.0, 5.0, 10.0) Hz이고 또한 PGA(최대지반가속도) 결과를 이용하여 500년, 1,000년 및 2,500년 등 3개 주요 성능기준에 해당하는 재현주기에 대해 등재해도 스펙트럼을 분석하였다. 민감도 분석에 의하면 지진지체구조 구 모델 변수보다 지반진동 감쇠식 변수가 지진재해도에 보다 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 일반적으로 등재해도 스펙트럼은 10 Hz에서 최대 지진재해도를 보여 주었고, 기존 연구 및 관련 기술기준에 제시된 등재해도 스펙트럼의 수준 및 모양 특성과 대단히 유사하였다.