• 한국지진공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.75-86
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• 2005

성능에 기초한 설계법에서는 비선형 응답산정이 필수적이다. 이를 위한 해석법으로는 비선형 시간이력해석, 비선형 정적해석 혹은 비선형의 영향을 고려한 등가정적해석 등이 있다. 비선형 응답을 산정하기 위한 가장 정확한 해석방법은 비선형 시간이력해석법이지만, 많은 시간과 노력을 필요로 한다. 비선형 직접스펙트럼법은 pushover곡선으로부터 구조물의 선형 진동주기와 항복강도를 구한 다음, 반복계산 없이 비선형 응답을 직접 산정하는 약산법이다. 본 연구에서는 비선형 약산법들의 정확성과 신뢰성을 다양한 지진과 전단형 건물의 여러 가지 조건에 대해 검토하고자 한다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 선형 능력스펙트럼법에 의한 약산응답들은 수렴하는 해를 구하지 못하거나 발산하는 경우가 발생하며 수렴하더라도 큰 오차가 발생하는 경우가 있으며, 지진별로 오차의 편차가 크다. 2) 비선형 능력스펙트럼법은 능력스펙트럼법보다 계산량이 크게 줄어들고, 해는 구해지나 요구곡선의 특성으로 정확한 해를 구하기 어려울 수 있으며, 전반적으로 큰 오차가 발생한다. 3) 비선형 직접스펙트럼법은 다른 약산법들에 비해 추가적이고 반복적인 계산과정 없이 pushover곡선과 비선형 응답스펙트럼으로부터 비교적 정확한 값을 직접 구할 수 있으므로 실용적인 방법으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.501-508
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• 2014

본 논문에서는 질점계 비선형 지진응답해석을 통한 역량스펙트럼 도출방법을 소개한다. 일반적인 건축물의 손상도 평가는 비선형 등가정적해석(Push-over Analysis)을 통하여 건축물의 역량스펙트럼을 도출하고, 역량스펙트럼과 요구스펙트럼의 교차점을 성능점으로 평가하고 있다. 등가정적해석은 지진의 영향을 등가의 정적하중으로 환산한 후 이를 이용하여 정적해석을 수행함으로써 구조물의 지진에 의한 거동을 예측하는 방법이다. 이 방법은 고차모드 및 층별 동특성의 영향을 고려할 수 없다. 따라서 건축물의 동특성이 반영된 역량스펙트럼을 산출하기 위하여 질점계 비선형 지진응답해석을 진행하여 건축물의 역량 스펙트럼을 제안하고자 한다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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• pp.267-274
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• 2000

Current seismic design codes for building structures are based on the method which can provide enough capacity to satisfy objected performance level and exactly evaluate the seismic performance of buildings. The capacity spectrum method using the nonlinear static(pushover) analysis is becoming a popular tool for evaluating the seismic performance of existing and new building structures. By means of a graphical procedure capacity spectrum method esimates the performance level of structure by comparing the capacity of structure with the demand of earthquake ground motion on the structure. In the method the relation between base shear estimated by a nonlinear static analysis and horizontal displacement is used. Capacity spectrum is usually expressed as what represent the responses of the equivalent single degree of freedom (ESDOF) system for the building structures. However there are some problems in converting procedures into ESDOF system which include not considering the effect of higher modes of structures. The objective of this paper is to compare and verify existing methods and suggest the modified capacity spectrum for seismic performance evaluation of building structures.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.523-528
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• 2001

The Capacity Spectrum Method (CSM) was first introduced in the 1970's as rapid evaluation procedure. The procedure compares the capacity of the structure (in the form of a pushover curve) with the demands on the structure (in the form of a response spectrum). The graphical intersection of the two curves approximates the response of the structure. In order to account for nonlinear inelastic behavior of the structural system, effective ductility ratios(μ) are applied to the elastic-linear response spectrum to imitate an inelastic response spectrum. CSM in ATC-40 has deficiencies such as performance point does not converge and the peak deformation of inelastic systems is to be inaccurate when compared against results of nonlinear response history analysis. The purpose of this paper is to investigate the variation of performance points of Capacity Spectrum Method (CSM) are investigated with respect to the different sets of earthquake ground motions. The earthquake sets were used in this study selected by Miranda(1993), Riddell(1991), Seed et al. (1976).

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권5호
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• pp.541-554
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• 2007

A simplified yet effective design procedure for viscous dampers was presented based on improved capacity spectrum method in the context of performance-based seismic design. The amount of added viscous damping required to meet a given performance objective was evaluated from the difference between the total demand for effective damping and inherent damping plus equivalent damping resulting from hysteretic deformation of system. Application of the method is illustrated by means of two examples, using Chinese design response spectrum and mean response spectrum. Nonlinear dynamic analysis results indicate that the maximum displacements of structures installed with supplemental dampers designed in accordance with the proposed method agree well with the given target displacements. The advantage of the presented procedure over the conventional iterative design method is also highlighted.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.109-117
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• 2003

기존의 비선형 정적 및 동적 해석에서는 철근콘크리트 구조물의 에너지 소산능력을 정확히 고려하지 못하고 있다. 최근 연구에서는 휨지배 철근콘크리트 부재의 에너지 소산능력을 정확히 평가할 수 있는 식이 개발되었으며, 본 연구에서는 이 평가방법을 이용하여 에너지 소산능력을 정확히 고려할 수 있는 비선형 정적 및 동적 해석 방법을 개발하였다. 비선형 정적 해석을 위하여 에너지 스펙트럼 곡선을 개발하고 이를 적용하여 능력스펙트럼법을 개선하였으며, 또한 비선형 동적 해석을 위하여 철근콘크리트 부재의 단순화된 에너지 기초 주기거동모델을 개발하였다. 제안된 모델은 부재의 강성에 기초한 기존의 주기거동모델과는 달리 완전한 주기거동 발생시 소산되는 에너지를 정확하게 반영할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 방법에 따라 비선형 정적 및 동적 해석법의 절차를 정립하였으며 이를 적용한 컴퓨터 해석 프로그램을 개발하였다. 제안된 해석 방법은 부재의 단면형태, 철근비, 배근형태 등 설계 변수에 따른 에너지 소산능력을 정확하게 고려하고 지진발생시 에너지 소산능력이 구조물의 성능에 미치는 효과를 반영할 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.29-35
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• 2006

교량의 지진응답해석시 단면의 비선형 거동특성에 따른 휨변형을 정밀하게 구현하기 위해 섬유요소를 이용한 해석이 수행되었다. 2주형 다주교각을 섬유요소로 모델링하여 지진하중에 대한 비선형 정적해석을 수행하였으며 소성힌지 영역에서의 파괴 메카니즘을 분석하였다. 비선형 정적해석으로 얻어진 하중-변위 곡선을 이용하여 역량스펙트럼 방법에 의한 지진응답해석을 수행되었다. 또한 교량 전체 시스템을 섬유요소를 이용하여 모델링하고 동일한 응답스펙트럼을 가지는 지진파를 입력하여 비선형 시간이력 해석을 수행되었으며 이는 역량스펙트럼 방법과 유사한 결과를 보인다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.65-76
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• 2001

지진하중을 받는 구조물의 시스템 연성요구도 산정과 비선형 지진거동 예측에 대한 연구는 성능에 기초한 내진설계에서 구조물의 내진성능을 평가하는데 있어서 매우 중요한 분야이다. 본 연구에서는 철골 모멘트골조 구조물에 대하여 비선형 시간이력해석에 의한 비선형 지진응답과 시스템 연성요구도를 산정하고, 그 결과를 비선형 정적해석을 이용한 능력스펙트럼법과 비교하였다. 예제구조물에 대한 내진성능평가는 ATC-40에서 제시된 능력스펙트럼법과 본 연구에서 제안한 다자유도 시스템으로부터 직접 산정된 대표응답을 이용한 개선된 능력스펙트럼법과 비교하였다. 본 연구에서 제안된 방법의 정확성과 타당성은 ATC-40에서 제시된 방법과 제안된 방법에 의한 결과를 비선형 시간이력해석에 의한 비선형 지진응답과 비교함으로써 검증하였다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.258-265
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• 2002

Most structures are expected deform nonlinear and inelastic behavior when subjected to strong ground motion. Nonlinear time history analysis(NTHA) is the most rigorous procedure to compute seismic performance in the various inelastic analysis methods. But nonlinear analysis procedures necessitate more reliable and practical tools for predicting seismic behavior of structures. Some building codes propose the capacity spectrum method. This method is the concept of an equivalent linear system, wherein a linear system having reduced stiffness and increased damping is used to estimate the response of the nonlinear system. This procedure are conceptually simple, but the iterative procedure is time-consuming and may sometimes lead to no solution or multiple solutions. This paper presents a nonlinear direct spectrum method(NDSM) to evaluate seismic performance of structures, without iterative computations, given by the structural initial elastic period and yield strength from the pushover analysis, especially for mixed building structure.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.53-60
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• 2002

It has been recognized that damage control must become a more explicit design consideration. In an effort to develop design methods based on performance it is clear that the evaluation of the inelastic response is required. The methods available to the design engineer today are nonlinear time history analyses, or monotonic static nonlinear analyses, or equivalent static analyses with simulated inelastic influences. Some codes proposed the capacity spectrum method based on the nonlinear static(pushover) analysis to determine earthquake-induced demand given the structure pushover curve. This procedure is conceptually simple but iterative and time consuming with some errors. This paper presents a nonlinear direct spectrum method to evaluate seismic Performance of structure, without iterative computations, given the structural initial elastic period and yield strength from the pushover analysis, especially for multi degree of freedom structures. The purpose of this paper is to investigate accuracy and confidence of this method from a point of view of various earthquakes and unloading stiffness degradation parameters.