• 지구물리
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• 제8권2호
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• pp.93-96
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• 2005

한반도 동해안에 지진해일 피해를 유발할 수 있는 일본서안지역에 대하여 지진활동도, 지진공백역, 해저단층연구와 같은 기존의 연구결과 및 지진해일 수치모형을 이용한 한반도 동해안 최대파고를 유발할 수 있는 단층해를 제시하였다. 지진정보가 없는 해저단층지역에 대해 지진해일 수치모형을 수행하여 한반도 동해안에 최대의 파고를 유발할 수 있는 단층해를 제시하였다. 특히 주향의 변화에 따라 같은 규모 지진이라도 생성할 수 있는 해안가에서의 해일의 높이는 7배 이상 차이가 날 수 있음을 알 수 있었다. 이 단층해를 이용하여 지역별, 규모별로 도달시간 및 최대해일고를 포함하는 지진해일 시나리오 DB를 구축하고 있으며 향후 기상청 국가지진분석시스템과 연계하여 지진해일 예측체계를 강화할 것이다

• Earthquakes and Structures
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• 제12권3호
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• pp.297-307
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• 2017

Evaluation on the sidesway seismic collapse capacity of the widely used low- and medium-height structures is meaningful. These structures with such type of collapse are recognized that behave as inelastic deteriorating single-degree-of-freedom (SDOF) systems. To incorporate the deteriorating effects, the hysteretic loop of the nonlinear SDOF structural model is represented by a tri-linear force-displacement relationship. The concept of collapse capacity spectra are adopted, where the incremental dynamic analysis is performed to check the collapse point and a normalized ground motion intensity measure corresponding to the collapse point is used to define the collapse capacity. With a large amount of earthquake ground motions, a systematic parameter study, i.e., the influences of various ground motion parameters (site condition, magnitude, distance to rupture, and near-fault effect) as well as various structural parameters (damping, ductility, degrading stiffness, pinching behavior, accumulated damage, unloading stiffness, and P-delta effect) on the structural collapse capacity has been performed. The analytical formulas for the collapse capacity spectra considering above influences have been presented so as to quickly predict the structural collapse capacities.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권3_4호
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• pp.539-556
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• 2004

In this paper, the design, fabrication and characterization of a piezoelectric friction damper are presented. It was sized with the proposed practical procedure to minimize the story drift and floor acceleration of an existing 1/4-scale, three-story frame structure under both near-fault and far-field earthquakes. The design operation friction force in kip was numerically determined to range from 2.2 to 3.3 times the value of the peak ground acceleration in g (gravitational acceleration). Experimental results indicated that the load-displacement loop of the damper is nearly rectangular in shape and independent of the excitation frequency. The coefficient of friction of the damper is approximately 0.85 when the clamping force on the damper is above 400 lbs. It was found that the friction force variation of the damper generated by piezoelectric actuators with 1000 Volts is approximately 90% of the expected value. The properties of the damper are insensitive to its ambient temperature and remain almost the same after being tested for more than 12,000 cycles.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권3호
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• pp.243-255
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• 2019

Utilization of fiber beam-column element has gained considerable attention in recent years due mainly to its ability to model distributed plasticity over the length of the element through a number of integration points. However, the relatively high sensitivity of the method to modeling parameters as well as material behavior models can pose a significant challenge. Residual drift is one of the seismic demands which is highly sensitive to modeling parameters and material behavior models. Permanent deformations play a prominent role in the post-earthquake evaluation of serviceability of bridges affected by a near-fault ground shaking. In this research, the influence of distributed plasticity modeling parameters using both force-based and displacement-based fiber elements in the prediction of internal forces obtained from the nonlinear static analysis is studied. Having chosen suitable type and size of elements and number of integration points, the authors take the next step by investigating the influence of material behavioral model employed for the prediction of permanent deformations in the nonlinear dynamic analysis. The result shows that the choice of element type and size, number of integration points, modification of cyclic concrete behavior model and reloading strain of concrete significantly influence the fidelity of fiber element method for the prediction of permanent deformations.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권5호
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• pp.633-645
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• 2022

The active tuned mass damper (ATMD) is an efficient and reliable structural control system for mitigating the dynamic response of structures. The inertial force that an ATMD exerts on a structure to attenuate its otherwise large kinetic energy and undesirable vibrations and displacements is proportional to its excursion. Achieving a balance between the inertial force and excursion requires a control law or feedback mechanism. This study presents a technique for the optimum design of a sliding mode controller (SMC) as the control law for ATMD-equipped structures subjected to earthquakes. The technique includes optimizing an SMC under an artificial earthquake followed by testing its performance under real earthquakes. The SMC of a real 11-story shear building is optimized to demonstrate the technique, and its performance in mitigating the displacements of the building under benchmark near- and far-fault earthquakes is compared against that of a few other techniques (proportional-integral-derivative [PID], linear-quadratic regulator [LQR], and fuzzy logic control [FLC]). Results indicate that the optimum SMC outperforms PID and LQR and exhibits performance comparable to that of FLC in reducing displacements.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권1호
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• pp.43-57
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• 2023

The impacts of waste tire rubber (WTR) on the bending conduct of reinforced concrete beams (RCBs) are investigated in visualization of experimental tests and 3D finite element model (FEM) using both ANSYS and SAP2000. Several WTR rates are used in total 4 various full scale RCBs to observe the impact of WTR rate on the rupture and bending conduct of RCBs. For this purpose, the volumetric ratios (Vf) of WTR were chosen to change to 0%, 2.5%, 5% and 7.5% in the whole concrete. In relation to experimental test consequences, bending and rupture behaviors of the RCBs are observed. The best performance among the beams was observed in the beams with 2.5% WTR. Furthermore, as stated by test consequences, it is noticed that while WTR rate in the RCBs is improved, max. bending in the RCBs rises. For test consequences, it is clearly recognized as WTR rate in the RCB mixture is improved from 0% to 2.5%, deformation value in the RCB remarkably rises from 3.89 cm to 7.69 cm. This consequence is markedly recognized that WTR rates have a favorable result on deformation values in the RCBs. Furthermore, experimental tests are compared to 3D FEM consequences via using ANSYS software. In the ANSYS, special element types are formed and nonlinear multilinear misses plasticity material model and bilinear misses plasticity material model are chosen for concrete and compression and tension elements. As a consequence, it is noticed that each WTR rates in the RCBs mixture have dissimilar bending and rupture impacts on the RCBs. Then, to observe the impacts of WTR rate on the constructions under near-fault ground motions, a reinforced-concrete building was modelled via using SAP2000 software using 3-D model of the construction to complete nonlinear static analysis. Beam, column, steel haunch elements are modeled as nonlinear frame elements. Consequently, the seismic impacts of WTR rate on the lateral motions of each floor are obviously investigated particularly. Considering reduction in weight of structure and capacity of the members with using waste tire rubber, 2.5% of WTR resulted in the best performance while the construction is subjected to near fault earthquakes. Moreover, it is noticeably recognized that WTR rate has opposing influences on the seismic displacement behavior of the RC constructions.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.585-596
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• 2020

포항지진은 포항지열발전소의 수리자극에 의한 촉발지진으로 조사되었으며, 수리자극을 위해 주입된 유체가 임계상태에 도달한 지하단층을 재활성시킨것으로 알려져 있다. 하지만 포항지열발전소의 건설 이전, 포항지진 진앙지 인근에서 단층운동에 의한 제4기층 변형연구는 보고되지 않았다. 포항지진 이후 지표지질조사를 통해 진앙지로부터 약 4km 떨어진 지점에서 대규모 물빠짐구조를 확인하였다. 마이오세 이암에에서 발생한 이 물빠짐 구조는 MIS 5에 형성된 상부 해안퇴적층을 관입하고 있다. 이는 마이오세 퇴적층과 해안퇴적층의 부정합면을 따라 존재하는 지하수면과 마이오세 퇴적층이 속성작용 완료되기 전에 융기된 영향으로 인해, 마이오세 퇴적층이 충분히 고화되지 않아 연질퇴적변형구조를 형성할 수 있었음을 지시한다. 이 물빠짐구조는 미고화된 이암의 공극수압이 상부지층의 하중을 초과하여 발생한 구조로서 지진에 의해 발생한 것으로 해석된다. 이러한 해석은 물빠짐구조로부터 약 400m 떨어진 지점에서 확인된 제4기 단층의 존재, 한반도 남동부의 빠른 융기율, 포항인근 양산단층을 따라 보고된 제4기 단층과 역사지진 기록과도 잘 부합한다. 따라서, 포항지진의 진앙지 일원은 제4기 동안 지구조운동과 이와 관련된 지표변형이 발생한 지점으로서 포항지진을 일으킨 단층 또한 지진발생 이전에 임계상태에 도달했을 것으로 추정된다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.589-602
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• 2020

과거의 많은 지진 사례에서 볼 수 있듯이 액상화 현상은 부등침하를 일으키고 심한 경우 건물 파괴, 지반 함몰과 같은 심각한 피해를 유발한다. 연구지역인 부산광역시 인근에는 지진발생 가능성이 높은 단층들이 분포하며 양산단층, 동래단층, 일광단층이 도심지를 통과하고 있다. 또한 최근 발생한 경주, 포항, 일본 구마모토 지진의 영향권 내에 위치하며, 도시 내 넓은 단층곡을 따라서 두꺼운 제4기 미고결 충적층이 발달하고 해안 지역에는 해빈 퇴적물과 함께 매립지가 넓게 분포한다. 따라서 부산광역시 인근에서 대형 지진이 발생할 경우 도심지 내에 액상화로 인한 큰 피해가 예상되어, 도시 전 지역을 대상으로 지진재현주기별 액상화 발생 가능성을 평가하였다. 그 결과, 지진재현주기에 따라 정도의 차이는 존재하나 낙동강 하구 평야지대와 부산만, 수영만, 송정역 일대에서 액상화 발생 가능성이 매우 높은 것으로 예측되었다. 또한 짧은 지진재현주기일수록 부지주기에 따라 상당히 다른 결과가 도출된 반면, 재현주기가 길어질수록 부지주기에 관계없이 그 결과는 비슷한 양상을 보였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.80-86
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• 2024

전 세계적으로 대규모 지진이 다발적으로 발생하고 있다. 특히, 2011년 동일본 대지진으로 인해 동아시아 일대의 지각이 긴장상태에 있으며, 향후 발생할 수 있는 지진 활동에 대한 우려와 불확실성이 더욱 가중되고 있다. 동해안 지진해일에 대한 대책으로 국립재난안전연구원에서는 동해안을 대상으로 지진해일 수치모의를 통해 지진해일의 범람 특성 분석 및 침수예상도 작성에 관한 연구를 수행한 바 있다. 그러나 남해안의 경우 동해안에 비해 지진해일에 관한 연구가 매우 부족한 실정이다. 남해안의 경우 조차가 1~4 m로 조석의 영향을 무시할 수 없을 정도이기 때문에 조석의 영향이 지진해일 전파특성에 미치는 영향을 분석할 필요성이 있다. 남해안에 영향을 미칠 수 있는 지진해일 발생지는 해저의 단층운동이 활발한 유구열도(Ryukyu lsland)와 난카이트러프 단층대이다. 과거 남해안은 지진해일의 직접적인 피해가 없었으나, 지진해일 발생 가능성은 항시 존재하기 때문에 사전에 대비할 수 있는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 남해안에 영향을 미칠 수 있는 지진해일 가상시나리오에 대한 지진해일 수치모의를 하였다. 아울러 조석과 지진해일의 상호작용으로 연안에서 나타나는 해일 전파특성을 분석하고자 한다. 이는 남해안 지진해일 위험성 평가를 통해 남해안에서 발생할 수 있는 지진해일 대비에 활용될 것으로 판단된다.