In this study, vertical ground motion effects on rocking response of free standing structure are investigated. Based on the mathematical model, computer program is developed using Kutta's Fourth-Order Method. Using the program, several parametric studis are performed to predict the effects of vertical ground motion. From the results of this study, it can be found that the vertical ground motion may overturn the structure which is stable under the horizontal ground motion, stabilize the structure which overturns due to horizontal ground motion alone, and delay the time of overturning of the structure or greatly reduce the rocking of the structure. It is concluded that the effect of vertical ground motion on the rocking response of free standing structure is apparently not systematic.
Geotextile tubes hydraulically or mechanically filled with dredged materials have been applied in hydraulic and coastal engineering in recent years(shore protection structure, detached breakwater, groins and jetty). It can also be used to isolate contaminated material from harbor, detention basin dredging, and to use this unit as dikes for reclamation work. Recently, new preliminary design criteria supported by model and prototype tests, and some stability analysis calculations have been studied. The stability analysis of geotextile tube is composed geotechnical and hydrodynamic analysis. The stability check points are sliding failure, overturning, bearing capacity failure against the wave attack. In this paper presented the construction procedure and in-situ measurement(properties of filling material, effective height variation, stress variation at geotextile tube bottom) of geotextile tube at Young-Jin Bay and stability analysis by theoretical method and hydraulic model tests
Large outrigger elements tie the concrete core to perimeter columns, significantly increasing the building's lateral stiffness as well as its resistance to overturning due to wind. The outriggers are deep elements, and large tie forces are resisted by top and bottom heavy longitudinal reinforcing and vertical ties. To reduce construction costs, all primary reinforcing bars in outrigger levels are SD500. Further, concrete strengths of 80MPa have been specified for outrigger elements. However, the reductions in the amount of concrete and reinforcement steel are more increased in tall building. With these backgrounds, 80MPa high strength concrete outrigger system using post tension method is developed. Significant economic savings can be made by reducing the element sizes and material content. The developed outrigger system is designed using strut-and-tie models. In addition, four 1/4-scale test specimens were selected from the same prototype structure. The results from the tests are confirmed that the structural behaviors of the developed outrigger member have better capacities than those of a conventional method.
A simplified method for earthquake response analysis of a rectangular liquid storage tank is proposed with fluid-structure interaction considered. In order to simplify the complex three-dimensional structural behavior of a rectangular liquid storage tank, it is assumed that structural deformation does not occur in the plane parallel to the direction in which the earthquake ground motion is applied but in the plane perpendicular to the direction. The structural deformation is approximated by combining the natural modes of the simple beam and the cantilever beam. The hydrodynamic pressure, the structure's mass and stiffness, and the hydrodynamic pressure's added mass are derived by applying the Rayleigh-Ritz method. The natural frequency, structural deformation, pressure, effective mode mass, and effective mode height of the rectangular liquid storage tank are obtained. The structural displacement, hydrodynamic pressure, base shear, and overturning moment are calculated. The seismic response analysis of an example rectangular liquid storage tank is performed using the proposed simplified approach, and its accuracy is verified by comparing the results with the reference solution by the finite element method. Existing seismic design codes based on the hydrodynamic pressure in rigid liquid storage tanks are observed to produce results with significant errors that cannot be ignored.
보강토 옹벽이 붕괴되는 사례가 종종 발생되면서, 붕괴된 옹벽의 보강 및 복구에 대한 사회적인 관심은 날로 커지고 있으나 이에 대한 연구는 미미한 경향이 있다. 이와 같은 배경 아래, 본 연구에서는 Plaxis 2D프로그램을 이용한 일련의 수치해석을 수행하여 설계부실로 전면블록의 전도와 배면 침하 피해가 발생된 기존 보강토 옹벽을 복구할 수 있는 방안에 대한 사례연구를 수행하였다. 복구방안으로는 기존 피해 보강토 옹벽에 쏘일네일링과 보강콘크리트(RC) 전면벽체를 보강하는 방안(Case 1)과 기존 피해 보강토 옹벽을 제거하고 재시공하는 방안(Case 2)으로 검토하였다. 보강토 옹벽의 내적안정검토결과는 파단에 대해서는 Case 1이 Case 2보다 크고 인발에 대해서는 Case 2가 Case 1보다 안전율이 크게 나타났다. 수치해석에 의한 외적거동과 전단강도감소법에 의한 전체사면안정 안전율은 Case 1이 Case 2보다 안정적으로 나타났다. 본 연구에서는 보다 안정적인 외적거동을 나타내는 Case 1로 기존 피해 보강토 옹벽을 보강하도록 하였다.
The purpose of this paper is to propose a simple analysis method of axial deformation of base-isolation rubber bearings in a building subjected to earthquake loading and present its applicability to the analysis of the bound of the aspect ratio of base-isolated buildings. The base shear coefficient is introduced as a key parameter for the bound analysis. The bound of the aspect ratio of base-isolated buildings is analyzed based on the relationship of the following four quantities; (i) ultimate state of the tensile stress of rubber bearings based on a proposed simple recursive analysis for seismic loading, (ii) ultimate state of drift of the base-isolation story for seismic loading, (iii) ultimate state of the axial compressive stress of rubber bearings under dead loads, (iv) prediction of the overturning moment at the base for seismic loading. In particular, a new recursive analysis method of axial deformation of rubber bearings is presented taking into account the nonlinear tensile behavior of rubber bearings and it is shown that the relaxation of the constraint on the ultimate state of the tensile stress of rubber bearings increases the limiting aspect ratio.
Seismic response of two dimensional liquid tanks is numerically simulated using fully nonlinear velocity potential theory. Galerkin-weighted-residual based finite element method is used for solving the governing Laplace equation with fully nonlinear free surface boundary conditions and also for velocity recovery. Based on mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) method, fourth order explicit Runge-Kutta scheme is used for time integration of free surface boundary conditions. A cubic-spline fitted regridding technique is used at every time step to eliminate possible numerical instabilities on account of Lagrangian node induced mesh distortion. An artificial surface damping term is used which mimics the viscosity induced damping and brings in numerical stability. Four earthquake motions have been suitably selected to study the effect of frequency content on the dynamic response of tank-liquid system. The nonlinear seismic response vis-a-vis linear response of rectangular liquid tank has been studied. The impulsive and convective components of hydrodynamic forces, e.g., base shear, overturning base moment and pressure distribution on tank-wall are quantified. It is observed that the convective response of tank-liquid system is very much sensitive to the frequency content of the ground motion. Such sensitivity is more pronounced in shallow tanks.
In this study, the reliability analysis of internal and external stabilities of Reinforced Soil Walls (RSWs) under static and seismic loads are investigated so that it can help the geotechnical engineers to perform the design more realistically. The effect of various variables such as angle of internal soil friction, soil specific gravity, tensile strength of the reinforcements, base friction, surcharge load and finally horizontal earthquake acceleration are examined assuming the variables uncertainties. Also, the correlation coefficient impact between variables, sensitivity analysis, mean change, coefficient of variation and type of probability distribution function were evaluated. In this research, external stability (sliding, overturning and bearing capacity) and internal stability (tensile rupture and pull out) in both static and seismic conditions were investigated. Results of this study indicated sliding as the predominant failure mode in the external stability and reinforcing rupture in the internal stability. First-Order Reliability Method (FORM) are applied to estimate the reliability index (or failure probability) and results are validated using the Monte Carlo Simulation (MCS) method. The results showed among all variables, the internal friction angle and horizontal earthquake acceleration have dominant impact on the both reinforced soil wall internal and external stabilities limit states. Also, the type of probability distribution function affects the reliability index significantly and coefficient of variation of internal friction angle has the greatest influence in the static and seismic limits states compared to the other variables.
근입깊이가 직경에 비하여 상대적으로 작은 말뚝은 편심이 큰 횡방향 하중을 받는 경우 전도되어 파괴된다. 지금까지 횡방향하중을 받는 짧은말뚝의 지지거동에 대해서는 주로 모형실험을 적용한 연구가 수행되었지만, 전주, 표지판, 가로등 기초와 같이 매우 큰 모멘트를 받는 짧은말뚝의 지지거동은 아직까지 명확히 규명된 바 없다. 본 연구에서는 직경 750mm의 실물크기 말뚝에 대한 재하시험을 수행하였다. 실제 하중조건을 모사하기 위하여 기초로 부터 8m 이격된 지점에 횡방향 하중을 가하여 매우 큰 모멘트를 유발하였으며, 말뚝의 근입깊이를 2.0m, 2.5m, 3.0m로 변화시킨 3회의 시험을 수행하였다. 시험결과 큰 모멘트를 받는 짧은말뚝은 파괴 직전까지 변위나 회전각이 거의 발생하지 않다가 전도로 인해 급격한 변위가 발생하는 취성형태로 파괴 되었다. 이러한 거동은 기존의 횡방향 위주의 하중을 받는 짧은말뚝에서 나타난 연성파괴 거동과는 대조적이다. 기존에 제안된 세 종류의 지지력 예측식으로 부터 구한 짧은말뚝의 극한 횡방향지지력을 시험결과와 비교하였으며, 말뚝 근입깊이가 상대적으로 작은 경우는 말뚝선단 중심의 회전을 가정한 제안식이 적절하지만, 근입깊이가 커지면서 회전점을 중심으로 응력방향이 반전되는 토압분포를 가정한 제안식이 보다 적절한 것으로 평가되었다.
The vertical extension of a building in general remodeling process increases both gravity and seismic loads by simply adding masses to the building. In this study, a vertical extension structural module (VESM) is proposed for enhancing seismic performance of the existing buildings by utilizing the story-increased parts. The proposed VESM is composed of steel column, steel beam, and beam-end rotational damper. The steel columns are connected to the shear walls and transfer the wall rotation in out-of plane to the steel beam, and then the beam-end rotational damper dissipates the earthquake-induced energy. Numerical analysis result from a cantilever beam of which end-rotation is restricted by rotational damper indicates that the displacement, base shear, and base overturning moment of the existing structures showing cantilever behavior can be significantly reduced by using the proposed method. Also, it is observed that friction-type rotational damper is effective than viscous one.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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