• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.631-638
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• 2006

This paper considers the nonlinear direct spectrum method to estimate seismic performance of mixed building structures without iterative computations, given dynamic property $T_1$ from stiffness skeleton curve and nonlinear pseudo acceleration $A_{1y}$ and/or ductility ratio $\mu$ from response spectrum. Nonlinear response history analysis has been performed and analysed with various earthquakes for evaluation of correctness and confidence of nonlinear direct spectrum method.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.461-462
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• 2009

2002년 Chopra에 의해서 Modal Pushover Analysis가 소개된 이후로, 성능기반내진설계법은 믿을수 있는, 새로운 형식의 내진설계법으로 관심을 받고 있다. 이 방법은 건축물 설계에 적용하는 연구는 많이 진행되었으나, 교량구조물의 경우, 1차모드가 지배적이지 않은 구조물의 특성상 이용에 제약이 있었다. 본 논문은 이런상황을 고려하여, 사장교에 성능기반내진설계법을 제안, 사용성에 대하여 작성하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제25권1호
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• pp.53-73
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• 2007

In this study, an effective load increment method for multi modal adaptive non-linear static (pushover) analysis (NSA) for building type structures is presented. In the method, lumped plastisicity approach is adopted and geometrical non-linearties (second-order effects) are included. Non-linear yield conditions of column elements and geometrical non-linearity effects between successive plastic sections are linearized. Thus, load increment needed for formation of plastic sections can be determined directly (without applying iteration or step-by-step techniques) by using linearized yield conditions. After formation of each plastic section, the higher mode effects are considered by utilizing the essentials of traditional response spectrum analysis at linearized regions between plastic sections. Changing dynamic properties due to plastification in the system are used on the calculation of modal lateral loads. Thus, the effects of stiffness changes and local mechanism at the system on lateral load distribution are included. By using the proposed method, solution can be obtained effectively for multi-mode whereby the properties change due to plastifications in the system. In the study, a new procedure for determination of modal lateral loads is also proposed. In order to evaluate the proposed method, a 20 story RC frame building is analyzed and compared with Non-linear Dynamic Analysis (NDA) results and FEMA 356 Non-linear Static Analysis (NSA) procedures using fixed loads distributions (first mode, SRSS and uniform distribution) in terms of different parameters. Second-order effects on response quantities and periods are also investigated. When the NDA results are taken as reference, it is seen that proposed method yield generally better results than all FEMA 356 procedures for all investigated response quantities.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.65-73
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• 2002

성능에 기초한 설계법에서는 비선형 응답산정이 필수적이며, 이를 위한 방법으로는 비선형시각이력해석법, 비선형 정적해석법, 비선형 효과를 고려한 등가선형해석법 등이 있다. 일부 규준에서는 pushover곡선으로부터 작성한 성능스펙트럼과 선형 응답스펙트럼으로부터 작성한 요구스펙트럼으로 이루어진 능력스펙트럼법을 제안하고 있다. 이 방법은 개념적으로는 간단하나 반복과정이 요구되며, 부정확한 결과를 산출하는 경우가 많다. 이에 따라 시행착오적인 등가선형 스펙트럼대신 비선형스펙트럼을 사용하는 방법들에 대한 연구들이 진행되고 있다. 비선형 요구스펙트럼은 표준적 선형 설계스펙트럼으로부터 결정될 수 있으며, 이 방법은 등가선형의 경우보다는 계산과정이 대폭 줄어들기는 하나 아직도 다소의 연산과정이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 다자유도계의 구조물에 대한 pushover곡선으로부터 구조물의 진동주기와 항복강도를 구한 다음, 일련의 계산과정을 거치지 않고도, 직접적으로 비선형 최대응답을 구할 수 있는 비선형 직접스펙트럼법(NDSM)을 제시하극 집중질량계의 MDF(다자유도계) 모델에 대해 다양한 지진기록과 제하강성저하지수를 변수로 하여 NDSM의 적용성과 신뢰성을 평가하고자 한다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 다자유도계 구조물에 대한 비선형 직접스펙트럼법에 의한 최대변위 응답은 비선형 시각이력해석법에 의한 응답과 거의 일치하므로 실용적인 방법으로 사료된다. 2) 비선형 직접스펙트럼법과 비선형 시각이력해석에 의해 산정된 죄상층 변위 결과를 비교하면, 항복후강성계수가 0.1, MAD(modal adaptive distribution)에 의한 수평정적하중분폰 그리고 제하강성저하지수가 0.2~O.3일 때 평균오차가 가장 줄어드는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권5호
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• pp.497-507
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• 2017

Flooding induced scour has been long recognized as a major hazard to river-crossing bridges. Many studies in recent years have attempted to evaluate the effects of scour on the seismic performance of bridges, and probabilistic frameworks are usually adopted. However, direct and straightforward insight about how foundation scour affects bridges as a type of soil-foundation-structure system is usually understated. In this paper, we provide a comprehensive review of applied methods centering around seismic assessment of scoured bridges considering soil-foundation-structure interaction. When introducing these applied analysis and modeling methods, a simple bridge model is provided to demonstrate the use of these methods as a case study. Particularly, we propose the use of nonlinear modal pushover analysis as a rapid technique to model scoured bridge systems, and numerical validation and application of this procedure are given using the simple bridge model. All methods reviewed in this paper can serve as baseline components for performing probabilistic vulnerability or risk assessment for any river-crossing bridge system subject to flood-induced scour and earthquakes.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권5호
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• pp.1215-1237
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• 2015

The majority of connections in moment resisting frames are considered as being fully-rigid. Consequently, the real behavior of the connection, which has some level of flexibility, is ignored. This may result in inaccurate predictions of structural response. This study investigates the influence of flexibility of the extended end-plate connections in the steel moment frames. This is done at two levels. First, the actual micro-behavior of extended end-plate moment connections is explored with respect to joint flexibility. Then, the macro-behavior of frames with end-plate moment connections is investigated using modal, nonlinear static pushover and incremental dynamic analyses. In all models, the P-Delta effects along with material and geometrical nonlinearities were included in the analyses. Results revealed considerable differences between the behavior of the structural frame with connections modeled as fully-rigid versus those when flexibility was incorporated, specifically difference occurred in the natural periods, strength, and maximum inter-story drift angle.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권3호
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• pp.455-473
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• 2016

Methods for the seismic demands evaluation of structures require iterative procedures. Many studies dealt with the development of different inelastic spectra with the aim to simplify the evaluation of inelastic deformations and performance of structures. Recently, the concept of inelastic spectra has been adopted in the global scheme of the Performance-Based Seismic Design (PBSD) through Capacity-Spectrum Method (CSM). For instance, the Modal Pushover Analysis (MPA) has been proved to provide accurate results for inelastic buildings to a similar degree of accuracy than the Response Spectrum Analysis (RSA) in estimating peak response for elastic buildings. In this paper, a simplified nonlinear procedure for evaluation of the seismic demand of structures is proposed with its applicability to multi-degree-of-freedom (MDOF) systems. The basic concept is to write the equation of motion of (MDOF) system into series of normal modes based on an inelastic modal decomposition in terms of ductility factor. The accuracy of the proposed procedure is verified against the Nonlinear Time History Analysis (NL-THA) results and Uncoupled Modal Response History Analysis (UMRHA) of a 9-story steel building subjected to El-Centro 1940 (N/S) as a first application. The comparison shows that the new theoretical approach is capable to provide accurate peak response with those obtained when using the NL-THA analysis. After that, a simplified nonlinear spectral analysis is proposed and illustrated by examples in order to describe inelastic response spectra and to relate it to the capacity curve (Pushover curve) by a new parameter of control, called normalized yield strength coefficient (${\eta}$). In the second application, the proposed procedure is verified against the NL-THA analysis results of two buildings for 80 selected real ground motions.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.33-39
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• 2010

본 연구는 Modal Pushover Analysis(MPA)를 기반으로 비탄성 변위비(inelastic displacement ratio, $C_R$)와 붕괴 강도비(collapse strength ratio, $R_C$)를 이용한 간략한 Incremental Dynamic Analysis (IDA) 해석법을 제안해 냈다. 이 해석법은 선형 또는 비선형 동적해석 수행 없이 다자유도 시스템의 응답을 계산하기 때문에 간단하게 IDA곡선을 얻을 수 있다. 제안한 방법의 정확성은 6층, 9층, 20층의 철골 모멘트 골조를 대상으로 44개의 지진데이터를 사용하였으며 본 연구에서 제안하는 MPA를 이용한 $C_R-R_C$ IDA 해석결과와 비선형 동적해석 (Nonlinear Response History Analysis)을 통한 IDA 응답값, 그리고 각 주요모드의 비선형 동적해석을 통한 MPA-IDA 응답 값을 비교하여 타당성을 확인하였다. MPA를 이용한 $C_R-R_C$ IDA 해석법은 반복된 비선형 동적해석 과정이 없기 때문에 계산시 소요시간이 가장 작았으며 비교적 정확한 결과를 나타냈다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.153-160
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• 2005

A new nonlinear static analysis method, Effective Modal Pushover Analysis (EMPA) which can evaluate earthquake responses such as story drift and plastic rotation of plastic hinges addressing higher mode effects was developed. Unlike existing nonlinear static procedure based on properties of fundamental vibration mode, the EMPA performs nonlinear static analysis using multiple effective modes constructed by direct combination of natural vibration modes. Therefore higher mode effects can be efficiently considered. In the present study, procedures of the EPMA evaluating inelastic earthquake responese were established and the results were verified by nonlinear time history analysis. The EMPA can be applied to seismic evaluation of high-rise buildings and irregular buildings where higher mode effects become conspicuous.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.79-87
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• 2008

구조물의 내진 성능 평가는 구조물에 가해진 지진력에 대한 변위요구와 같은 구조물의 성능 평가를 필요로 한다. 증분동적해석(IDA)은 지진하중에 대한구조물의 성능 평가를 위해 최근에 알려진 해석 방법이다. 이 방법은 구조물의 탄성 단계에서부터 항복, 파단에 이르기까지 지반가속도의 증가 수준에 따른 구조물의 전체 거동을 파악할 수 있는 방법이다. 대부분의 구조물들은 강한 지진을 받을 경우, 비선형 거동의 변형이 예상된다. 여러 가지 비선형해석법 가운데 구조물의 내진역량을 계산하기 위한 가장 정확한 방법은 비선형 시간이력해석(NRHA)이긴 하나 많은 시간과 노력이 요구되고 있다. 따라서 구조물의 비선형 거동을 보다 간편하게 예측하기 위한 정확하고 실용적인 비선형 약산해석법에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 비선형 모드중첩법(UMRHA)은 pushover곡선으로부터 구한 등가단자유도계를 비선형 시간이력해석 또는 응답스펙트럼을 이용하여 구조물의 비선형 응답을 구할 수 있는 방법이다. 직접스펙트럼해석법(DSA)은 pushover 해석으로부터 구조물의 선형 진동주기와 항복강도를 구한 다음, 반복계산 없이 비선형 응답을 직접 산정하는 약산법이다. 본 연구에서는 내진성능의 증분동적해석을 위한 비선형 약산법의 정확성과 신뢰성을 비교 검토한다.