• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.26-37
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• 2020

본 연구에서는 2주탑 콘크리트 사장교를 모델링하고 취약부재에 대한 비탄성 시간이력해석 결과들로부터 설계기준과 재료특성을 반영한 취약도 분석을 수행하여 콘크리트 사장교에 적합한 취약도 분석을 제시하고자 한다. 사장교의 지진 취약도 곡선을 작성하기 위해 사장교의 주요 취약부재에 대한 한계상태를 결정하고 비탄성 시간이력해석에 의한 응답값과 비교하여 손상상태를 구분한다. 입력지반운동에 대한 취약부위들의 동적응답이 각 구조부재의 한계상태를 초과할 손상확률을 최대지반가속도(PGA)에 대해 구함으로써 사장교의 지진 취약도 곡선을 작성하였다. 주탑의 취약도 곡선에 의하면 0.5g에서 보통손상상태의 확률이 교축방향의 경우 32%인데 반해 교축직각방향의 경우 7%로 나타나 동일 PGA에서 교축직각방향에 비해 교축방향의 손상확률이 더 높은 것으로 나타났다. 연결부의 지진 취약도 곡선을 보면 심한 손상상태의 손상확률이 다른 부재에 비해 매우 높은 수준을 보였는데 이는 지진에 의한 연결부의 손상이 주탑과 케이블의 손상에 비해 매우 민감하다는 것을 의미한다. 케이블의 지진 취약도 곡선에서는 보통손상상태 등급 이후의 손상확률이 점차 낮아져 완전손상상태에 이를 확률은 2.0g의 큰 지진에서도 30%미만의 확률을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권1호통권41호
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• pp.9-16
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• 2005

본 논문의 목적은 탄성과 비탄성 구조물의 지진응답제어를 위한 마찰감쇠기의 설계절차를 제시하는 것이다. ATC-40과 ATC-55를 이용하여 비탄성 구조물의 등가선형감쇠비와 등가선형주기를 구하였고, 이에 기초하여 목표 성능을 만족하기 위한 마찰감쇠기의 최대마찰력을 결정하는 식을 제시하였다. 이 식은 항복 전후 강성비와 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도비, 그리고 구조물의 주기에 따라 비선형 수치해석과 오차가 발생한다. 수식에 의해 산출한 최대마찰력과 비선형 수치 해석에 의해 산출된 값과의 오차를 줄이기 위하여, 최소 제곱법을 사용하여 오차 보정식을 제시하였다. 수치해석결과는 제안된 보정식을 사용하면 탄성 및 비탄성 지진응답제어를 위한 마찰감쇠기의 설계를 합리적으로 수행할 수 있음을 보여준다

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제9권6호
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• pp.615-636
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• 2000

Some elevated water tanks have failed due to torsional vibrations in past earthquakes. The overall axisymmetric structural geometry and mass distribution of such structures may leave only a small accidental eccentricity between centre of stiffness and centre of mass. Such a small accidental eccentricity is not expected to cause a torsional failure. This paper studies the possibility of amplified torsional behaviour of elevated water tanks due to such small accidental eccentricity in the elastic as well as inelastic range; using two simple idealized systems with two coupled lateral-torsional degrees of freedom. The systems are capable of retaining the characteristics of two extreme categories of water tanks namely, a) tanks on staging with less number of columns and panels and b) tanks on staging with large number of columns and panels. The study shows that the presence of a small eccentricity may lead to large displacement of the staging edge in the elastic range, if the torsional-to-lateral time period ratio $({\tau})$ of the elevated tanks lies within a critical range of 0.7< ${\tau}$ <1.25. Inelastic behaviour study reveals that such excessive displacement in some of the reinforced concrete staging elements may cause unsymmetric yielding. This may lead to progressive strength deterioration through successive yielding in same elements under cyclic loading during earthquakes. Such localized strength drop progressively develop large strength eccentricity resulting in large localized inelastic displacement and ductility demand, leading to failure. So, elevated water tanks should have ${\tau}$ outside the said critical range to avoid amplified torsional response. The tanks supported on staging with less number of columns and panels are found to have greater torsional vulnerability. Tanks located near faults seem to have torsional vulnerability for large ${\tau}$.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2018

Seismic retrofitting of existing buildings and design of earth-quake resistant buildings are important issues associated with earthquake-prone zones. Use of metallic-yielding dampers as an energy dissipation system is an acceptable method for controlling damages in structures and improving their seismic performance. In this study, the optimal distribution of dampers for reducing the seismic response of steel frames with multi-degrees freedom is presented utilizing the uniform distribution of deformations. This has been done in a way that, the final configuration of dampers in the frames lead to minimum weight while satisfying the performance criteria. It is shown that such a structure has an optimum seismic performance, in which the maximum structure capacity is used. Then the genetic algorithm which is an evolutionary optimization method is used for optimal arrangement of the steel dampers in the structure. In continuation for specifying the optimal accurate response, the local search algorithm based on the gradient concept has been selected. In this research the introduced optimization methods are used for optimal retrofitting in the moment-resisting frame with inelastic behavior and initial weakness in design. Ultimately the optimal configuration of dampers over the height of building specified and by comparing the results of the uniform deformation method with those of the genetic algorithm, the validity of the uniform deformation method in terms of accuracy, Time Speed Optimization and the simplicity of the theory have been proven.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.71-80
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• 2003

구조물의 내진 성능을 정확히 평가하기 위해서는 비선형 시각 이력 해석이 필요하지만 실용성과 단순성 측면에서 약산법이 대안이 될 수 있으며, 다층 구조물을 등가 단자유도계로 치환할 때 다층 구조물의 모드벡터는 구조물이 탄성 또는 탄소성 상태에 상관없이 탄성 상태에서의 모드 형상으로 가정되지만, 항복이 발생한 후 증가하는 하중단계에서 구조물은 비탄성으로 되기 때문에 변위 모드 특성들도 변화된다. 본 논문은 항복 이후의 구조물의 모드 변화를 고려한 비선형 변위모드를 이용하여 다자유도계를 등가 단자유도계로 변환하는 방법을 제시하였으며, 변환된 등가 단자유도계의 변위응답을 근거로 추정한 복합 구조물의 최상층 변위와 실제 지진교란을 받는 복합 구조물의 비선형 동적해석에 의한 최상층 변위를 비교함으로서 복합구조물의 지진응답예측을 위한 비선형 변위모드법의 적용성과 신뢰성을 검토하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.58-65
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• 2016

이 논문은 지진응답을 감소시키기 위해 외부설치형 카고메 감쇠시스템의 유효성을 비선형 동적 해석 결과를 통해 나타내었다. 이전의 연구에 의해 제안된 카고메 감쇠시스템을 활용하여 본 연구에서는 등방성, 이선형 이력특성 및 설치구성이 새롭게 제안하였다. 또한, 외부접합형 카고메 감쇠시스템의 여러 가지 효과를 15층 및 20층 철근콘크리트 라멘조 아파트를 대상으로 검증하였다. 원구조물에 대한 감쇠장치 지지구조물의 강성비, 감쇠장치의 수량 및 설치 층수는 설계변수로 고려하였다. 수치해석결과, EKDS는 기존의 한 방향 층간에 설치되는 감쇠시스템과 비교할 때 더 작은 수를 적용하여도 두 방향의 지진하중을 감소시키는데 매우 효과적임을 입증되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.47-52
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• 2001

Short reinforced concrete bridge piers are particularly susceptible to shear failure as a consequence of the high shear/moment ratio and conservatism in the flexural strength design of existing RC bridge pier, which were constructed before 1992. In addition, shear failure is brittle and involves rapid strength degradation. Inelastic shear deformation is thus unsuitable fur ductile seismic response. It is, however, believed that there are not many experimental research works fur shear failure of the existing RC bridge pier in Korean peninsula subjected to earthquake motions. The object of this research is to evaluate the seismic performance of existing circular RC bridge piers by the quasi-static test. Existing RC bridge piers were moderate seismically designed in accordance with the conventional provisions of Korea Highway Design Specification. This study has been performed to verify the effect of aspect ratio (column height-diameter ratio). Quasi-static test has been done to investigate the physical seismic performance of RC bridge piers, such as lateral force-displacement hysteric curve, envelope curve etc.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.171-184
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• 2020

The potential of using the roof water tanks as a mitigation measure to minimize the required separation gap and induced pounding forces due to collisions is investigated. The investigation is carried out using nonlinear dynamic analysis for two adjacent 3-story buildings with different dynamic characteristics under two real earthquake motions. For such analysis, nonlinear viscoelastic model is used to simulate forces due to impact. The sloshing force due to water movement is modelled in terms of width of the water tank and the instantaneous wave heights at the end wall. The effect of roof water tanks on the story's responses, separation gap, and magnitude and number of induced pounding forces are investigated. The influence of structural stiffness and storey mass are investigated as well. It is found that pounding causes instantaneous acceleration pulses in the colliding buildings, but the existence of roof water tanks eliminates such acceleration pulses. At the same time the water tanks effectively reduce the number of collisions as well as the magnitude of the induced impact forces. Moreover, buildings without constructed water tanks require wider separation gap to prevent pounding as compared to those with water tanks attached to top floor under seismic excitations.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.343-350
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• 2009

본 연구에서는, 비내진 설계된 철근콘크리트 교각에 대해 스테인레스강 와이어 메쉬와 고강도 침투성 폴리머 몰탈을 사용한 내진보강 기법을 제안하였다. 본 연구의 목적을 위해, 총 6본의 비내진 설계된 교각 실험체에 대해 반복 가력 실험을 수행하였다. 실험결과, 주철근 겹이음을 갖는 비내진 설계된 교각 실험체에 대한 내진보강이 필요하다는 것을 알 수 있었고, 본 연구에서 제안된 보강 기법은, 비내진 설계된 교각의 강도, 강성 및 에너지 소산능력에 증진 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, 제안된 보강 기법은 비탄성 변위 영역을 경험하는 교각의 강도 저감 완화와 함께 연성도 증진에도 효과가 있을 것으로 기대된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권2호
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• pp.215-244
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• 2004

There is an ever-increasing demand for assessment of earthquake effects on transportation structures, emphasised by the crippling consequences of recent earthquakes hitting developed countries reliant on road transportation. In this work, vulnerability functions for RC bridges are derived analytically using advanced material characterisation, high quality earthquake records and adaptive inelastic dynamic analysis techniques. Four limit states are employed, all based on deformational quantities, in line with recent development of deformation-based seismic assessment. The analytically-derived vulnerability functions are then compared to a data set comprising observational damage data from the Northridge (California 1994) and Hyogo-ken Nanbu (Kobe 1995) earthquakes. The good agreement gives some confidence in the derived formulation that is recommended for use in seismic risk assessment. Furthermore, by varying the dimensions of the prototype bridge used in the study, and the span lengths supported by piers, three more bridges are obtained with different overstrength ratios (ratio of design-to-available base shear). The process of derivation of vulnerability functions is repeated and the ensuing relationships compared. The results point towards the feasibility of deriving scaling factors that may be used to obtain the set of vulnerability functions for a bridge with the knowledge of a 'generic' function and the overstrength ratio. It is demonstrated that this simple procedure gives satisfactory results for the case considered and may be used in the future to facilitate the process of deriving analytical vulnerability functions for classes of bridges once a generic relationship is established.