• 해양환경안전학회지
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• 제30권2호
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• pp.209-216
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• 2024

연안여객선 현대화계획에 따라 건조된 카페리여객선이 제주항 입항 시 다른 선박과 충돌 또는 부두와 접촉한 사고가 2020~2022년 사이에 4건 발생하였다. 사고는 주로 예선 없이 선수 및 선미 스러스터를 이용한 자력도선 중 조선 부주의와 바람에 의한 선박의 압류로 발생하였다. 이에 본 연구에서는 카페리여객선 H호를 중심으로 충돌사고를 분석하고, 선박이 접안 중 발생하는 외력과 모멘트에 따라 선박이 예선 없이 자력으로 부두와 평행하게 접안하기 위한 스러스터 및 엔진의 소요출력을 기반으로 자력으로 선박을 제어할 수 없는 한계풍속과 풍속 증가에 따른 추가적인 예선의 운영방안을 제시하였다. H호의 적재상태, 접안속도에 따른 자력 또는 예선 사용 시 한계풍속을 상대풍향별로 분석한 결과, 제주항 접·이안 시 횡방향 풍속이 10m/s 이상일 때 예선 1척을 선미에 사용하고, 횡방향 풍속이 14m/s 이상일 때에는 예선 2척을 사용 것이 타당할 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제14권3호
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• pp.287-306
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• 2002

The assessment of structural performance of transfer structures under potential seismic actions is presented. Various seismic assessment methodologies are used, with particular emphasis on the accurate modelling of the higher mode effects and the potential development of a soft storey effect in the mega-columns below the transfer plate (TP) level. Those methods include response spectrum analysis (RSA), manual calculation, pushover analysis (POA) and equivalent static load analysis (ESA). The capabilities and limitations of each method are highlighted. The paper aims, firstly, to determine the appropriate seismic assessment methodology for transfer structures using these different approaches, all of which can be undertaken with the resources generally available in a design office. Secondly, the paper highlights and discusses factors influencing the response behaviour of transfer structures, and finally provides a general indication of their seismic vulnerability. The representative Hong Kong building considered in this paper utilises a structural system with coupled shear walls and moment resisting portal-frames, above and below the TP, respectively. By adopting the wind load profile stipulated in the Code of Practice on Wind Effects: Hong Kong-1983, all the structural members are sized and detailed according to the British Standards BS8110 and the current local practices. The seismic displacement demand for the structure, when built on either rock or deep soil sites, was determined in a companion paper. The lateral load-displacement characteristic of the building, determined herein from manual calculation, has indicated that the poor ductility (brittle nature) of the mega-columns, due mainly to the high level of axial pre-compression as found from the analysis, cannot be effectively alleviated solely by increasing the quantity of confinement stirrups. The interstorey drift demands at lower and upper zones caused by seismic actions are found to be substantially higher than those arising from wind loads. The mega-columns supporting the TP and the coupling beams at higher zones are identified to be the most vulnerable components under seismic actions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.525-532
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• 2014

본 연구는 고층건물의 횡변위 구조형식으로 널리 사용되는 전단벽-커플링보 구조시스템에서 커플링보의 실용적인 구조설계법에 관한 것이다. 커플링보의 부재력은 부재의 위치에 따라 매우 큰 차이를 보이며, 건물높이의 25%~40% 구간에서 가장 높게 발생하였다. 벽체두께 100mm 변화에 따른 커플링보의 부재력증가는 약 3~4% 정도로 분석되었으며, 벽체의 콘크리트 강도가 기존 300MPa에서 400MPa로 변경되었을 경우 커플링보의 부재력은 약 3%정도 저하되는 것으로 나타났다. 커플링보의 초기 부재력은 요구되는 부재력의 2배 이상 초과하는 것으로 검토되어, 약 80%정도 강성저감되었을 때 요구 설계 값에 도달하였다. 강성감소에 따른 부재력 감소비는 저층에서 더 큰 것으로 나타나 강성 감소를 전층에 일괄 적용할 필요성은 없는 것으로 분석되었다. 또한 강성감소에 따른 부재력 감소비를 적용한다면 해석 전 요구 설계조건을 반영하여 강성저하 범위를 수치적으로 예측 할 수 있을 것으로 예상된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권3호
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• pp.323-339
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• 2020

In steel framed-tube structures (SFTSs), the plastic hinges at beam-ends cannot be adequately improved because of the large cross sections of spandrel beams, which results in the lower ductility and energy dissipation capacities of traditional SFTSs. To address this drawback, high-strength steel fabricated SFTSs with bolted web-connected replaceable shear links (HSFTS-SLs) have been proposed. In this system, shear links use conventional steel and are placed in the middle of the deep spandrel beams to act as energy dissipative components. In this study, 2/3-scaled HSFTS-SL specimens were fabricated, and cyclic loading tests were carried out to study the seismic performance of both specimens. The finite element models (FEMs) of the two specimens were established and the numerical results were compared with the test results. The results showed that the specimens had good ductility and energy dissipation capacities due to the reliable deformation capacities. The specimens presented the expected failure modes. Using a shorter shear link can provide a higher load-carrying capacity and initial elastic lateral stiffness but induces lower ductility and energy dissipation capacity in HSFTS-SLs. The performance of the specimens was comparable to that of the original sub-structure specimens after replacing shear links. Additionally, the expected post-earthquake recoverability and resilience of the structures could be achieved by replacing shear links. The acceptable residual interstory drift that allows for easy replacement of the bolted web-connected shear link was 0.23%. The bolted web-connected shear links had reliable hysteretic responses and deformation capacities. The connection rotation had a notable contribution to total link rotation. The results of the numerical analysis run for the proposed FEMs were consistent with the test results. It showed that the proposed FEMs could be used to investigate the seismic performance of the HSFTS-SL.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권3호
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• pp.333-347
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• 2017

Masonry infill walls are unavoidable parts of any building to create a separation between internal space and external environment. In general, there are some prevalent openings in the infill wall due to functional needs, architectural considerations or aesthetic concerns. In current design practice, the strength and stiffness contribution of infill walls is not considered. However, the presence of infill walls may decisively influence the seismic response of structures subjected to earthquake loads and cause a different behavior from that predicted for a bare frame. Furthermore, partial openings in the masonry infill wall are significant parameter affecting the seismic behavior of infilled frames thereby decreasing the lateral stiffness and strength. The possible effects of openings in the infill wall on seismic behavior of RC frames is analytically studied by means of pushover analysis of several bare, partially and fully infilled frames having different bay and story numbers. The stiffness loss due to partial opening is introduced by the stiffness reduction factors which are developed from finite element analysis of frames considering frame-infill interaction. Pushover curves of frames are plotted and the maximum base shear forces, the yield displacement, the yield base shear force coefficient, the displacement demand, interstory drift ratios and the distribution of story shear forces are determined. The comparison of parameters both in terms of seismic demand and capacity indicates that partial openings decisively influences the nonlinear behavior of RC frames and cause a different behavior from that predicted for a bare frame or fully infilled frame.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권5호
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• pp.571-583
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• 2017

A kind of accordion-web RBS connection, "Tubular Web RBS (TW-RBS)" connection is proposed in this research. TW-RBS is made by replacing a part of web with a tube at the desirable location of the beam plastic hinge. This paper presents first a numerical study under cyclic load using ABAQUS finite element software. A test specimen is used for calibration and comparison of numerical results. Obtained results indicated that TW-RBS would reduce contribution of the beam web to the whole moment strength and creates a ductile fuse far from components of the beam-to-column connection. Besides, TW-RBS connection can increase story drift capacity up to 9% in the case of shallow beams which is much more than those stipulated by the current seismic codes. Furthermore, the tubular web like corrugated sheet can improve both the out-of-plane stiffness of the beam longitudinal axis and the flange stability condition due to the smaller width to thickness ratio of the beam flange in the plastic hinge region. Thus, the tubular web in the plastic hinge region improves lateral-torsional buckling stability of the beam as just local buckling of the beam flange at the center of the reduced section was observed during the tests. Also change of direction of strain in arc shape of the tubular web section is smaller than the accordion webs with sharp corners therefore the tubular web provides a better condition in terms of low-cycle fatigue than other accordion web with sharp corners.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.125-133
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• 2014

이 연구에서는 볼트접합 및 프리스트레스를 적용한 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 외부접합부의 내진 및 구조적 성능을 평가하였다. 총 5개의 보-기둥 외부접합부 실험체를 제작하고 보 단부에 변위제어 방식으로 반복하중을 가하며 실험을 수행하였다. 이 연구의 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 완전 건식공법이 적용된 PC 접합부는 완전 습식공법이 적용된 RC 접합부보다 에너지소산이나 핀칭현상에 있어서 불리한 거동을 보였지만 이는 설계과정에서 의도된 현상이며, 횡변형 능력에 있어서는 우수한 결과를 보였다. 또한 층간변위비 4%까지 횡하중 저항성능의 손실이 발생하지 않았고 매설용너트에 항복이 집중되는 메커니즘을 보이는 점으로 미루어 볼 때 개발된 접합부는 외부접합부 횡저항시스템으로서 적합한 것으로 사료된다. 추가적인 프리스트레스는 PC 접합부의 과도한 핀칭현상 방지 및 접합부 균열제어에 효과적이었으며 PC 접합부의 전체적인 내진성능을 향상시켰다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.571-579
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• 2014

고층건축물의 수평변위 제어에 필요한 브레이스는 구조물의 경제성 확보를 위해 주로 새장한 부재를 설치하여 인장하중에 저항하도록 하는 경우가 많다. 하지만, 브레이스에 압축하증이 작용할 경우에는 부재가 하중에 저항하지 않는 부재로 상정하여 설계되고 있다. 이는 브레이스에 압축하중이 작용할 경우 부재의 탄성좌굴이 발생하게 되어 급격히 내하력을 잃어버리게 되기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 이루어져 왔으며, 그중 대표적인 것이 응력제한장치라 할 수 있다. 응력제한장치는 세장한 부재가 압축하중에 의해 탄성좌굴이 발생하기 전에 부재가 항복하여 안정적인 거동을 유도하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 응력제한장치로서 절판방식을 제안하고 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 실험은 절판단면의 경사각을 변수로 하여, FLD장치 및 FLD를 장착한 부재에 대한 압축실험 및 해석을 진행하였다. 그 결과 절판방식의 실험체는 항복 후 소성영역에서 내력의 큰 저하 없이 안정적인 거동을 나타내고 있어 응력제한방식으로서 유효함이 확인되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.465-473
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• 2010

건물의 높이와 세장비가 증가함에 따라 건물의 최대 횡변위와 풍응답 가속도와 같은 사용성 요구조건을 만족시키는 것이 고층건물 구조설계에 있어서 중요한 설계요소가 되고 있다. 풍응답 가속도는 거주자에게 불쾌함을 유발시키는 직접적인 원인이 되지만, 초기 구조 설계단계에서 구조 설계자가 풍응답을 조절할 수 있는 실용적인 방법은 개발되어 있지 못하다. 본 연구에서는 재분배기법을 이용하여 건물의 강성을 조절함으로써 고층건물의 풍응답 가속도를 조절할 수 있는 방법을 제안하였다. ASCE 7-02, NBCC 95, ISO 6897 등의 설계 코드 및 기준에 의하면 고층건물의 풍응답 가속도는 1차 고유주기에 반비례한다는 사실에 근거하여 본 연구에서는 물량을 재분배하여 건물의 1차 고유주기를 조절함으로서 풍응답 가속도를 조절하는 실용적 풍응답 가속도 조절 설계법을 제안한다. 제안된 설계법은 42층 건물의 풍응답 가속도 조절 설계에 적용하여 그 적용성과 효율성을 평가하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권1호
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• pp.49-71
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• 2015

The present paper aims at evaluating damage and collapse behavior of low-rise buildings with unidirectional mass irregularities in plan (torsional buildings). In previous earthquake events, such buildings have been exposed to extensive damages and even total collapse in some cases. To investigate the performance and collapse behavior of such buildings from probabilistic points of view, three-dimensional three and six-story reinforced concrete models with unidirectional mass eccentricities ranging from 0% to 30% and designed with modern seismic design code provisions specific to intermediate ductility class were subjected to nonlinear static as well as extensive nonlinear incremental dynamic analysis (IDA) under a set of far-field real ground motions containing 21 two-component records. Performance of each model was then examined by means of calculating conventional seismic design parameters including the response reduction (R), structural overstrength (${\Omega}$) and structural ductility (${\mu}$) factors, calculation of probability distribution of maximum inter-story drift responses in two orthogonal directions and calculation collapse margin ratio (CMR) as an indicator of performance. Results demonstrate that substantial differences exist between the behavior of regular and irregular buildings in terms of lateral load capacity and collapse margin ratio. Also, results indicate that current seismic design parameters could be non-conservative for buildings with high levels of plan eccentricity and such structures do not meet the target "life safety" performance level based on safety margin against collapse. The adverse effects of plan irregularity on collapse safety of structures are more pronounced as the number of stories increases.