• 한국지진공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.133-140
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• 2014

The friction damper can be used for improving the seismic resistance of existing buildings. The damper is often installed in bracing members. The energy dissipation capacity of the damping systems depends on the type of the structure, the configuration of the bracing members, and the property of dampers. In Korea, there are numerous low- to mid-rise reinforced concrete moment frames that were constructed considering only gravity loads. Those frames may be vulnerable for future earthquakes. To resolve the problem, this study developed a toggle bracing system with a high density friction damper. To investigate the improvement of reinforced concrete frames after retrofit using the developed damped system, experimental tests were conducted on frame specimens with and without the damped system. The results showed that the maximum strength, initial stiffness and energy dissipation capacity of the framed with the damped system were much larger than those of the frame without the damped system.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권4호
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• pp.425-434
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• 2019

The most effective passive vibration control and seismic resistance options in a reinforced concrete (RC) high-rise building (HRB) are the base isolation and the tuned mass damper (TMD) system. Many options, which may be suitable or not for different soil types, with different types of bearing systems, like rubber isolator, friction pendulum isolator and tension/compression isolator, are investigated to resist the base straining actions under five different earthquakes. TMD resists the seismic response, as a control system, by reducing top displacement or the total movement of the structure. Base isolation and TMDs work under seismic load in a different way, so the combination between base isolation and TMDs will reduce the harmful effect of the earthquakes in an effective and systematic way. In this paper, a comprehensive study of the combination of TMDs with three different base-isolator types for three different soil types and under five different earthquakes is conducted. The seismic response results under five different earthquakes of the studied nine RC HRB models (depicted by the top displacement, base shear force and base bending moment) are compared to show the most suitable hybrid passive vibration control system for three different soil types.

• 국제초고층학회논문집
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• 제1권4호
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• pp.271-281
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• 2012

Tianjin Goldin Finance 117 tower has an architectural height of 597 m, total of 117 stories, and the coronation of having the highest structural roof of all the buildings under construction in China. Structural height-width ratio is approximately 9.5, exceeding the existing regulation code significantly. In order to satisfy earthquake and wind-resisting requirements, a structure consisting of a perimeter frame composed of mega composite columns, mega braces and transfer trusses and reinforced concrete core containing composite steel plate wall is adopted. Complemented by some of the new requirements from the latest Chinese building seismic design codes, design of the super high-rise building in high-intensity seismic area exhibits a number of new features and solutions to professional requirements in response spectrum selection, overall stiffness control, material and component type selection, seismic performance based design, mega-column design, anti-collapse and stability analysis as well as elastic-plastic time-history analysis. Furthermore, under the prerequisite of economic viability and a series of technical requirements prescribed by the expert review panel for high-rise buildings exceeding code limits, the design manages to overcome various structural challenges and realizes the intentions of the architect and the client.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.715-722
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• 2014

본 논문에서는 철근콘크리트 코어 구조물의 내부폭발 효과를 폭발이나 충격해석에 특화되어 있는 하이드로코드인 Ansys Autodyn을 이용하여 조사하였다. 내부폭발의 경우 폭발하중의 반사효과로 인해 더욱 큰 파괴를 일으킬 수 있다. 그러므로, 본 논문에서는 UFC 3-340-02 를 사용하여 내부 폭발현상을 입증하였다. 추가적으로 Autodyn을 사용한 해석에 관하여 UFC에서 예제로 제시하는 폭발하중의 반사에 관한 실험 결과를 비교하여 Autodyn이 내부폭발 효과를 해석하는데 적합함을 증명하였다. 나아가, 초고층빌딩에서 가장 중요한 부분 중의 하나의 코어 구조의 붕괴메커니즘을 Autodyn을 사용하여 해석하였다. 내부폭발이 코어에 충격을 가할 때, 코어는 모서리와 폭발 정면 부분이 대부분 피해를 입었다. 그러므로, 코어 벽체가 피해를 입게 된다면 코어 구조물의 연쇄붕괴가 발생할 수 있다.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권6호
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• pp.619-645
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• 2024

In the construction industry, composite structures have revolutionized traditional design principles, opening innovative possibilities. The Concrete Encased - Concrete Filled Steel Tubular (CE-CFST) column stands out as a distinctive composite structure, offering structural stability and resilience for various engineering applications. Comprising Reinforced Concrete (RC) and Concrete Filled Steel Tubular (CFST) components, CE-CFST columns are valued for their inherent properties, including ductility and rigidity, CE-CFST is commonly used in the construction of bridges, high-rise buildings, and more. This article aims to provide a concise overview of the evolutionary development of CE-CFST columns and their performance in structural applications. Through a comprehensive review, the study delves into the behaviour of CE-CFST columns under different scenarios. It examines the influences of key parameters such as size, infills, cross section, failure causes, and design codes on the performance of CE-CFST columns, highlighting their enhanced functionality and future potential. Moreover, the review meticulously examines previous applications of CE-CFST columns, offering insights into their practical implementation.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.579-585
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• 2017

본 연구는 건축외장재에 케이블을 이용하여 로비공간에 개방성이 확보되고 시공이 간단하여 공사비용을 절감시킬 수 있는 케이블월 시스템을 제안하였다. 제안된 케이블월 시스템은 외장재의 하중을 지탱하기 위해 건축물에 철골구조를 과대하게 설치하는 기존 커튼월 구조와는 다르게 케이블을 철골부재와 철근콘크리트구조로 연결하므로 구조시스템의 단순화와 개방성을 확보할 수 있다. 또한 수직 케이블에 초기장력을 가력 할 경우 케이블접합부에 압축력이 작용되어 유리패널을 효과적으로 가압 고정할 수 있을 뿐만 아니라 풍하중을 효과적으로 구조물에 전달할 수 있게 되었다. 본 연구에서 제안한 케이블월 이론식을 구조해석 프로그램인 MIDAS-GEN에 이용하여 얻어진 해석 값을 구조실험값과 비교한 결과 하중-변형값이 유사한 것으로 나타났으며, 구조실험에 나타난 최대 처짐 값(57.5mm)은 외국 외장재 처짐규준 AAMA(L/60=150mm)보다는 매우 작게 발생되어 제안된 케이블월 시스템을 사용할 경우 구조성능은 충분히 만족하는 것으로 확인되었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권6호
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• pp.1193-1219
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• 2015

The purpose of this study is to evaluate the seismic performance of high-rise reinforced concrete (RC) box-type wall structures commonly used for most residential buildings in Korea. For this purpose, an analytical model was calibrated with the results of the earthquake simulation tests on a 1:5 scale 10-story distorted model. This calibrated model was then transformed to a true model. The performance of the true model in terms of the stiffness, strength, and damage distribution through inelastic energy dissipation was observed with reference to the earthquake simulation test results. The model showed high overstrength factors ranging from 3 to 4. The existence of slab in this box-type wall system changed the main resistance mode in the wall from bending moment to tension/compression coupled moment through membrane actions, and increased the overall resistance capacity by about 25~35%, in comparison with the common design practice of neglecting the slab's existence. The flexibility of foundation, which is also commonly neglected in the engineering design, contributes to 30~50% of the roof drift in the stiff direction containing many walls. The possibility of concrete spalling and reinforcement buckling and fracture under the maximum considered earthquake (MCE) in Korea appears to be very low when compared with the case of the 2010 Concepcion, Chile earthquake.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.81-91
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• 2003

최근 우리나라의 대도시에서는 주거와 상업기능을 동시에 갖는 복합용도의 건축물이 많이 건설되고 있는데, 이러한 건물은 대부분 하부골조에서 연층, 약층 또는 비틀림 비정형을 띠게 된다. 본 논문의 목적은 이러한 건물의 지진응답을 실험을 통해 관찰하는 것으로서 1:12 축소모델의 진동대 실험을 통해 다음과 같은 결론에 이르렀다. 1) 구조물의 불확실성으로 인한 우발비틀림을 예측하는 것은 정적해석에 의한 방법보다 동적해석에 의한 방법이 더 타당하였다. 2) 횡운동과 비틀림운동이 연관되어 있을 때, 전도모멘트는 지진방향 뿐만 아니라 지진방향에 수직인 방향으로도 상당부분 작용하였으며, 일반적인 해석프로그램에서 수행하는 모드해석법으로는 이와 같은 거동을 예측하기에 부적절하였다. 3) 모드형상과 BST 다이아그램을 통해 대상구조물과 같은 건물의 주요 진동모드와 파괴양상을 쉽게 예측할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.111-116
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• 2022

최근 들어 건축구조물은 초고층화 및 대규모화 하는 경향에 있으며, 콘크리트 기술의 발달로 인하여 철근콘크리트 구조로 초고층 건축물을 축조하는 것이 일반화 되어 가고 있는 실정이다. 초고층 건축물에 적용되는 철근콘크리트주조는 고유동·고강도 콘크리트가 적용되기 때문에 시공성이 향상되고 단면축소가 가능하게 되었다. 또한 철근콘크리트구조의 초고층 건축물에는 슬라이딩폼, ACS(Auto Climbing Form) 등 시스템 거푸집을 적용하기 때문에 시공의 신속성을 기할 수 있으며, 철골구조보다 저렴한 가격에 내화·내진 등 우수한 품질로 빠른 시일 내에 완성할 수 있게 되었다. 그러나 초고층 건축물을 철근콘크리트 구조로 시공할 경우는 자중이 커지게 된다는 단점을 가지게 된다. 이러한 단점을 보완하고자 개발된 것이 경량골재(LWA, Low Weight Aggregate)이며, 최근까지 다양한 종류의 경량골재가 개발되어지고 있다. 이러한 경량골재를 이용하여 콘크리트를 제조하면 철근콘크리트 구조물의 자중을 줄일 수 있다는 장점을 가지게 되지만, 콘크리트의 강도가 줄어든다는 단점을 가진다. 이는 경량골재가 일반적인 천연골재에 비하여 낮은 강도를 가지고 있기 때문으로 최근에는 이러한 경량골재의 취약점을 보완하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 경량골재 표면코팅 유무에 따른 시멘트 경화체의 강도특성을 알아보기 위한 실험적 연구를 진행하였다. 그 결과, 압축강도는 표면코팅 한 경량골재가 코팅하지 않은 경량골재보다 높은 강도발현을 나타냈으며, 물/시멘트 비 50 %에서 표면코팅 경량골재가 높은 압축강도를 발현하는 것을 알 수 있었다. 이는 표면코팅 경량골재 혼입 시멘트 경화체의 계면 공극이 고로슬래그 미분말 입자로 메워졌기 때문인 것으로 확인되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권4호
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• pp.417-432
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• 2019

Seismic performance analysis of steel-brace reinforced concrete (RC) frame using topology optimization in highly seismic region was discussed in this research. Topology optimization based on truss-like material model was used, which was to minimum volume in full-stress method. Optimized bracing systems of low-rise, mid-rise and high-rise RC frames were established, and optimized bracing systems of substructure were also gained under different constraint conditions. Thereafter, different structure models based on optimized bracing systems were proposed and applied. Last, structural strength, structural stiffness, structural ductility, collapse resistant capacity, collapse probability and demolition probability were studied. Moreover, the brace buckling was discussed. The results show that bracing system of RC frame could be derived using topology optimization, and bracing system based on truss-like model could help to resolve numerical instabilities. Bracing system of topology optimization was more effective to enhance structural stiffness and strength, especially in mid-rise and high-rise frames. Moreover, bracing system of topology optimization contributes to increase collapse resistant capacity, as well as reduces collapse probability and accumulated demolition probability. However, brace buckling might weaken beneficial effects.