• Steel and Composite Structures
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• 제19권5호
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• pp.1237-1258
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• 2015

This paper proposes a simple inelastic analysis approach to efficiently map out the complete nonlinear post-collapse (strain-softening) response and the maximum load capacity of axially loaded concrete encased steel composite columns (stub and slender). The scheme simultaneously incorporates the influences of difficult instabilizing phenomena such as concrete confinement, initial geometric imperfection, geometric nonlinearity, buckling of reinforcement bars and local buckling of structural steel, on the overall behavior of the composite columns. The proposed numerical method adopts fiber element discretization and an iterative M${\ddot{u}}$ller's algorithm with an additional adaptive technique that robustly yields solution convergence. The accuracy of the proposed analysis scheme is validated through comparisons with various available experimental benchmarks. Finally, a parametric study of various key parameters on the overall behaviors of the composite columns is conducted.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권7_spc호
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• pp.495-502
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• 2016

In this paper, time and frequency domain characteristics of Gyeong-ju earthquakes were investigated, and nonlinear time history analyses were conducted for bi-linear hysteretic structures excited by short-duration ground accelerations. Previous studies showed that larger inelastic displacements than the peak displacement of the corresponding elastic system were observed especially for the structures with structural period shorter than 0.3s, and the similar results could be obtained when long-duration ground accelerations were used as excitation loads. For the short-duration earthquakes, however, the inelastic displacements were not so large and almost identical to the peak elastic displacements.

• Earthquakes and Structures
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• 제2권3호
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• pp.257-277
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• 2011

An evaluation is presented of the response of a 3-storey R/C structure during the destructive Lefkada earthquake of 14/08/2003. Key aspects of the event include: (1) the unusually strong levels of ground motion (PGA = 0.48 g, $SA_{max}$ = 2.2 g) recorded approximately 10 km from fault, in downtown Lefkada; (2) the surprisingly low structural damage in the area; (3) the very soft soil conditions ($V_{s,max}$ = 150 m/s). Structural, geotechnical and seismological aspects of the earthquake are discussed. The study focuses on a 3-storey building, an elongated structure of rectangular plan supported on strip footings, that suffered severe column damage in the longitudinal direction, yet minor damage in the transverse one. Detailed spectral and time-history analyses highlight the interplay of soil, foundation and superstructure in modifying seismic demand in the two orthogonal directions of the building. It is shown that soil-structure interaction may affect inelastic seismic response and alter the dynamic behavior even for relatively flexible systems such as the structure at hand.

• 한국지진공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.239-246
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• 2015

Reinforced concrete shear walls are effective for resisting lateral loads imposed by wind or earthquakes. Observed damages of the shear wall in recent earthquakes in Chile(2010) and New Zealand(2011) exceeded expectations. Various analytical models have been proposed in order to incorporate such response features in predicting the inelastic response of RC shear walls. However, the model has not been implemented into widely available computer programs, and has not been sufficiently calibrated with and validated against extensive experimental data at both local and global response levels. In this study, reinforced concrete shear walls were modeled with fiber slices, where cross section and reinforcement details of shear walls can be arranged freely. Nonlinear analysis was performed by adding nonlinear shear spring elements that can represent shear deformation. This analysis result will be compared with the existing experiment results. To investigate the nonlinear behavior of reinforced concrete shear walls, reinforced concrete single shear walls with rectangular wall cross section were selected. The analysis results showed that the yield strength of the shear wall was approximately the same value as the experimental results. However, the yielding displacement of the shear wall was still higher in the experiment than the analysis. The analytical model used in this study is available for the analysis of shear wall subjected to high axial forces.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.39-48
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• 2003

반응수정계수의 핵심구성요소인 연성계수에 대하여 통계적 분석을 수행하였다. 연성계수의 체계적인 산정을 위하여 총 1,860개의 지진기록을 수집하였다. 수집된 지진기록을 지반 전단파의 평균속도에 따라 4가지로 분류하고, 탄소성 이력거동을 가지는 단자유도 구조물에 대하여 비탄성 스펙트럼을 작성하였다. 작성된 비탄성 스펙트럼으로부터 연성계수를 구하고, 변위연성비, 토질조건, 규모 및 진앙거리가 연성계수에 미지는 영향을 분석하였다. 토질 조건별로 평균연성계수를 구하고, 산정된 연성계수의 산포도를 검토하기 위하여 변동계수를 산정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.838-845
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• 2009

본 논문은 내진성능평가를 위해 사용되는 비탄성해석의 신뢰도와 정확도에 있어 결정적인 영향을 미치는 다양한 이력모델의 특성과 구조물의 내진거동에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 연구대상은 표준학교건물로서 외국의 지진 가속도와 우리나라 규준에 맞는 인공지진 가속도 3가지를 건물의 장 단변방향 평면골조에 가한 후, 다양한 이력 모델을 적용하여 2차원 시간이력해석을 수행하고 비탄성응답을 구하고 층전단력, 층간변위비, 층변위를 비교하고 힌지의 발생 상태를 분석해 이력모델이 건물의 비탄성거동에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과, 단변방향에서는 층전 단력과 층간변위비 모두 최대값은 수정다케다모델에서, 최소값은 외국지진에 대해서는 클라프모델, 국내지진에 대해서는 강성저감 삼선형모델과 수정다케다모델에서 각각 발생하는 것으로 평가되었다. 하지만, 장변방향에서 외국지진은 강성저감 삼선형모델이, 국내지진은 수정다케다모델이 최대 층전단력을 보였고 층간변위비는 최대값은 수정다케다 모델에서, 최소값은 외국지진의 경우 클라프모델에서, 국내지진의 경우 다케다모델에서 나타났다. 장변방향에서 외국지진은 층전단력와 층간변위가 클라프모델에서 안전율을 낮게 보는 반면 국내지진에서는 수정다케다모델이 안전율을 낮게 평가하는 상이한 결과가 발생했다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권11호
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• pp.3516-3524
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• 1996

Service conditions for structures at elevated temperatures in nuclear power plant involve transient thermal and mechanical load levels that are severe enough to caeuse inelastic deformations due to creep and plasticity. Therefore, a systematic mehtod of inelastic analysis is needed for the design of structural components in nuclear poser plants subjected to such loading conditions. In the present investigation, the Chabodhe model, one of the unified viscoplastic constitutive equations, was selected for systematic inelastic analysis. The material response was integrated based on GMR ( generallized mid-point rule) time integral scheme and provided to ABAQUS as a material subroutine, UMAT program. By comparing results obtaned from uniaxial analysis using the developed UMAT program with those from Runge-Kutta solutions and experimentaiton, the validity of the adopted Chaboche model and the numerical stability and accuracy of the developed UMAT program were verified. In addition, the developed material subroutine was applied for uniaxial creep and tension analyses for the plate with a hole in the center. The application further demonstrates usefulness of the developed program.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.517-524
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• 2012

이 논문에서는 푸쉬오버해석을 통해 보-기둥 접합부 비탄성 전단거동과 고차모드를 고려한 횡하중 수직분포 형태가 구조물 거동에 미치는 영향을 알아보기 위해 지반조건 $S_B$ 내진설계범주 C에 대해서 5층 철근콘크리트 보통모멘트골조를 KBC2009에 맞게 구조설계 하였다. 보 및 기둥 부재의 휨모멘트-곡률 관계는 섬유모델(fiber model)로 확인하였으며 보-기둥 접합부 모멘트-회전각 관계는 simple and unified joint shear behavior model과 보-기둥 접합부 모멘트 평형관계를 이용하여 확인하였다. 푸쉬오버해석 결과 보-기둥 접합부를 강체로 고려하는 경우 구조물의 강성도 및 강도가 과대평가 되었으나 반응수정계수는 접합부 비탄성거동과 관계없이 KBC2009 보통모멘트골조 계수를 만족하여 구조 설계 과정에서 보-기둥 접합부의 비탄성 전단거동을 고려하지 않아도 문제가 없을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2917-2923
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• 2015

본 논문은 내진성능평가를 위해 사용되는 비탄성해석의 신뢰도와 정확도에 있어 결정적인 영향을 미치는 다양한 이력모델의 특성과 구조물의 내진거동에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 연구대상은 표준학교건물로서 우리나라 규준에 맞는 인공지진 가속도 3가지를 사용하여 4가지의 이력모델을 적용하여 3차원 시간이력해석을 수행하였다. 비탄성해석을 통해 층전단력, 층간변위비, 층변위를 비교하고 힌지의 발생 상태를 파악하고 이력모델이 건물의 비탄성거동에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 결과, 층전단력은 이력모델에 따라 최대 27%의 차이를 보이고, 층간변위비는 최대 30%의 차이가 나타났다. 장단변방향 모두에서 층전단력과 층간변위비는 최대값이 수정다케다모델에서 나타나 안전율 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 층전단력의 최소값은 장단변방향 모두에서 클러프모델에서, 층간변위비는 장변방향은 다케다모델, 단변방향은 클러프모델에서 나타났고 이 경우 안전율이 낮아질 것으로 사료된다.

• 한국안전학회지
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• 제26권3호
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• pp.52-58
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• 2011

지진별 특성이 사회간접시설에 미치는 영향을 평가하는 것은 내진성능의 향상을 위해 중요한 검토사항이다. 이 연구에서는 근거리 및 원거리 지진의 특성을 고려하여 장주기 골조구조물의 구조거동을 합리적으로 평가하는 방법을 비교분석하였다. 이를 위해서 입력지진동의 영향을 명확하게 반영할 수 있는 대상구조물을 선정하여 탄성 및 비탄성 시간이력해석을 수행하였다. 수치해석결과를 바탕으로 지진특성에 따른 전단력, 모멘트, 가속도 및 변위응답의 분포양상을 검토하고 차이점을 분석하였다. 또한 대상구조물의 비탄성 거동을 파악하기 위해서 소성힌지의 발생순서를 모사운용하여 붕괴발생모드를 해석하였다. 이 연구결과는 장주기 골조구조물의 내진안전성 평가를 위한 효율적인 방법을 제시하고 근거리 지진의 안전성에 미치는 영향을 분석하였다.