그 동안 구조물에 대한 지진해석이 기초와 지반의 특성을 무시하고 기초가 매우 단단한 것으로 가정하고 수행되었다. 최근 구조물-지반 상호작용에 관한 연구결과 구조물 지진거동이 기초와 지반의 특성에 따라 심하게 영향을 받을 수 있다는 것이 알려졌다. 전형적인 구조물-지반 상호작용 영향은 무한강성 무질량 기초의 운동학적 상호작용과 지반과 구조물 사이에서 발생하는 관성상호작용이다. 운동학적 상호작용은 묻힌 기초의 경우에는 중요하지만, 수직으로 전달되는 지진파를 받는 지표면상 기초의 경우에는 무시될 수 있다. 이 논문에서는 멕시코시티 4개 건물에 대해 관성상호작용만을 고려하고 1985년 멕시코시티 동서방향 지진기록을 사용하여 구조물의 지진거동을 조사하였다. 연구는 지표면상 기초나 말뚝기초를 가진 구조물에 대해 선형 및 비선형 지반조건을 고려하여 수행하였으며, 연구결과를 매우 견고한 기초를 갖는 구조물에 대한 것과 비교하였다.
회전축계가 거동시 지진하중을 받을때의 응답 거동을 조사하였다. 지진과 기동으로 인하여 회전축계가 불안정하다면, 과다한 진동이 발생할 뿐만 이니라 회정지계의 회전자가 고정자와 부딪혀 기계 성능을 발휘하지 못하게 할 것이다. 그래서 면진장치를 갖춘 기초에 지진동이 작용할 때에, 회전축계의 응답을 모사하였다. 거동시 회전축계의 과도 응답을 얻기 위하여 우선 회전축계의 운동방정식을 유도 하였다. 유도한 운동방정식은 비선형이어서 Runge-Kutta 수치해석법을 이용하여 응답을 계산하였으며, 기동 운전모드에 따른 거동뿐만 아니라 면진스프링의 강성을 매개변수로 취하여 회전축계의 응답거동을 고찰하였다.
한국지진공학회 2000년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2000
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pp.233-238
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2000
The purpose of this study is to outline the analysis procedure for evaluating the performance of moment resisting steel frames. For this purpose, three ordinary moment resisting frames are designed in compliance to UBC 1994. The evaluation is performed by nonlinear static procedures using two analytical models. Only one analytical model using panel element can reflect the panel zone deformation explicitly. The limit values in FEMA 273 are used as guidelines of predicted demand parameters by which the performance of OMRFs may be assessed.
Total stress analysis method and nonlinear constitutive models have been used to analyze a dynamic performance of Dams but, there is some limitation in analysis, for example, effects of build up of pore pressure and generations of permanent deformations. Therefore considering these limitations, which is mentioned before, dynamic behavior characteristics of dams and response acceleration characteristics was analyzed in time domain, applying an elasto-plastic constitutive model and effective analysis method.
For a member model in nonlinear structural analysis, a lumped plastic model that idealizes its flexural bending, shear, and axial behaviors by springs with the nonlinear hysteretic model is widely adopted because of its simplicity and transparency compared to the other rigorous finite element methods. On the other hand, a challenging task in its numerical solution is to satisfy the equilibrium condition between nonlinear flexural bending and shear springs connected in series. Since the local forces between flexural and shear springs are not balanced when one or both springs experience stiffness changes (e.g., cracking, yielding, and unloading), the additional unbalanced force due to overshooting or undershooting each spring force is also generated. This paper introduces an iterative scheme for numerical solutions satisfying the equilibrium conditions between flexural bending and shear springs. The effect of equilibrium iteration on analysis results is shown by comparing the results obtained from the proposed method to those from the conventional scheme, where the equilibrium condition is not perfectly satisfied.
Modelling and analysis of a brick masonry building involves uncertainties like modelling assumptions and properties of local material. Therefore, it is necessary to perform a calibration to evaluate the dynamic properties of the structure. The response of the finite element model is improved by predicting the parameter by performing linear dynamic analysis on experimental data by comparing the acceleration. Further, a nonlinear dynamic analysis was also performed comparing the roof acceleration and damage pattern of the structure obtained analytically with the test findings. The roof accelerations obtained analytically were in good agreement with experimental roof accelerations. The damage patterns observed analytically after every shock were almost similar to that of experimental observations. Damage pattern with amplification in roof acceleration exhibit the potentiality of earthquake resistant measures in brick masonry models.
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.
Ganjavi, Behnoud;Bararnia, Majid;Hajirasouliha, Iman
Structural Engineering and Mechanics
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제68권2호
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pp.159-170
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2018
This paper aims to develop response modification factors for stiffness degrading structures by incorporating soil-structure interaction effects. A comprehensive parametric study is conducted to investigate the effects of key SSI parameters, natural period of vibration, ductility demand and hysteretic behavior on the response modification factor of soil-structure systems. The nonlinear dynamic response of 6300 soil-structure systems are studied under two ensembles of accelograms including 20 recorded and 7 synthetic ground motions. It is concluded that neglecting the stiffness degradation of structures can results in up to 22% underestimation of inelastic strength demands in soil-structure systems, leading to an unexpected high level of ductility demand in the structures located on soft soil. Nonlinear regression analyses are then performed to derive a simplified expression for estimating ductility-dependent response modification factors for stiffness degrading soil-structure systems. The adequacy of the proposed expression is investigated through sensitivity analyses on nonlinear soil-structure systems under seven synthetic spectrum compatible earthquake ground motions. A good agreement is observed between the results of the predicted and the target ductility demands, demonstrating the adequacy of the expression proposed in this study to estimate the inelastic demands of SSI systems with stiffness degrading structures. It is observed that the maximum differences between the target and average target ductility demands was 15%, which is considered acceptable for practical design purposes.
대부분의 구조물들은 강한 지진을 받을 경우, 비선형 거동의 변형이 예상된다. 구조물의 내진평가는 구조물에 가해진 지진력에 대한 변위요구와 같은 구조물의 성능평가를 필요로 한다. 여러 가지 비선형해석법 가운데 구조물의 내진역량을 계산하기 위한 가장 정확한 방법은 비선형 시각이력해석(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. 일부 약산적 방법 중 능력스펙트럼법(CSM)은 개념적으로는 간단하나 반복적인 계산과정과 함께 때로는 해가 없거나 중복적인 해를 갖는 약점을 갖고 있다. 본 연구에서는 강성골격곡선으로부터 산정한 구조물의 초기 탄성진동주기 T와 응답스펙트럼으로부터 산정한 비선형 유사가속도 h$_{y}$ /g 및 연성비 $\mu$를 사용하여, 반복적인 계산과정 없이 복합구조물의 내진성능을 평가하는 비선형 직접스펙트럼법(NDSM)을 고려한다. 다양한 지진과 복합구조물에 대한 NDSM의 신뢰성과 실용성을 비선형 시각이력해석(NRHA) 결과와 비교함으로써 검토하였다.
Allowable stress design method have been most widely used in steel structure in Korea. Recently, not only high-rise buildings but also medium or low-rise buildings were designed as steel structure. Most of low-rise steel buildings are designed as ordinary moment resisting frames(MRF). But MRFs don't have any lateral force resisting devices such as bracing in braced frames. This study focuses mainly on nonlinear seismic response analyses of small scale steel frames which will be used later as specimens for the evaluation of MRF's seismic performances. The main parameters of analyses are arrangement of column axis, $P-{\Delta}$ effect, acceleration factor etc. The object of this paper is to estimate the seismic performances of MRFs, which are mostly designed in Korea, through the results of response analyses.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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