• 제목/요약/키워드: push-over 해석

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중력하중에 대하여 설계된 RC 골조의 내진 저항력 추정식의 유도 (Derivation of Estimating Formulas for Seismic Strength of RC Frames Designed to Gravity Loads)

  • 이영욱
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.63-71
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    • 2002
  • 중력하중에 대하여서만 설계되고 내진에 대하여 설계되지 않은 6층 미만의 RC 골조를 대상으로 내진 저항력에 대한 추정식을 유도하였다. 추정식의 산정을 위하여 기둥 소성 힌지 붕괴기구와 보 소성 힌지 붕괴기구의 2가지 경우를 가정하여 이론식을 유도하였으며, 이를 4층 및 3층 건물의 push-over해석과 비교하였다. 연구 결과로, 중력 하중에 대하여서만 설계된 구조물의 내진 저항력은 bay수의 증가와 크게 관계가 없으며 저층일수록 증가하는 기존의 연구 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다. 설계시 기둥의 철근 강도와 철근비가 증가할수록 내진 저항력이 증가함을 알 수 있었다. 또한 스팬의 길이보다는 기둥 춤의 크기가 내진저항력에 더 많은 영향을 미침을 알 수 있었다.

비내진 설계된 RC 골조에 대한 전단강도 감소 효과를 고려한 수치해석의 비교 (Comparisons of Numerical Analyses considering the Effects of Shear Strength Degradation For Nonseismic Designed RC Frame)

  • 이영욱
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 비내진 설계된 철근콘크리트 골조는 내진상세의 미확보로 인하여 전단파괴의 가능성이 있다. 이러한 전단파괴를 해석 모델링에 반영하기 위하여 Moehle과 ATC 40을 포함한 4개의 전단강도감소 모델을 선택하고 비교하였으며, 각 모델을 예제 건물에 적용하여 Push-over해석을 수행하였다. 해석용 예제 모델은 3층 규모로 하였으며 국내 콘크리트 설계기준에 따라 설계하였다. 전단강도 감소모델 비교 결과, Moehle의 모델은 NZSEE의 모델보다 전단내력을 작게 평가하고 ATC 40 모델에 비하여 휨 연성도에 따른 내력의 변동이 작으며, 대부분의 경우에 고찰된 모델들의 전단내력은 ACI 318의 공칭 전단강도보다 크게 나타남을 알 수 있었다. 예제 모델의 수치해석 비교 결과, 전단강도 감소모델에 따라 건물의 수평 저항 능력에 큰 차이가 나타나며, 전단스프링에 전단강도 감소를 고려한 모델에 비하여 ATC 40의 횡 소성 변형을 제한하는 모델을 사용하면 횡저항 능력을 과소평가하게 됨을 알 수 있었다.

약지진동 지역의 저층 RC 골조의 초과강도 (Over-Strength of Low-Rise RC Frame in Low Seismic Zone)

  • 이영욱
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.9-18
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    • 1999
  • 현행 내진설계 기준과는 달리 내진설계기준연구(II) 에서는 6층 미만의 건물도 내진설계를 적용하도록 제안하고 있다 이 제안서가 향후 내진설계 기준의 근간이 된다면 저층 건물에 대하여서도 내진설계가 수행되어야 할 것으로 예상된다 지진의 세기로 구분할 때 국내의 약지진동 지역으로 구분되며 이와 같은 지역에서의 저층 건물의 초과강도 계수 $\Omega$는 매우 크다고 기조의 연구자들이 보고하고 있다 따라서 본 연구에서는 국내 4층 RC 모멘트 연성 골조의 경우에$\Omega$를 고찰하고자 스팬과 경간(bay)를 변화시키면서 모델을 설계하고 이를 2차원 push-over 해석하였다 수치해석 결과 경간의 수 또는 스팬 길이가 증가함에 따라$\Omega$의 값이 증가하는 추세를 보였다 이는 내진설계시 우발 비틀림 모멘트를 고려함으로 스팬 길이 또는 경간 수의 증가에 비하여 외부기중의 설계강도증가율이 크기 때문이다 또한 외부 기둥의 강도증가는 강기동-약보 모델에 근접한 붕괴기구를 형성하므로 $\Omega$의 증가에 영향을 미치는 것으로 고찰되었다

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합성반강접 접합부를 갖는 2차원 8층 비가새 철골골조의 동적거동 (Dynamic Behavior of 2D 8-Story Unbraced Steel Frame with Partially Restrained Composite Connection)

  • 강석봉;이경택
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.503-513
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    • 2007
  • 구조물의 지진응답은 구조물의 강성도에 영향을 미치는 접합부의 특성에 영향을 받는다. 본 연구에서는 합성반강접 접합부를 갖는 2차원 8층 비가새 철골구조물에 대하여 동적 비선형 해석 프로그램을 이용한 푸쉬오버 해석과 시간이력해석을 실시하여 구조물의 거동을 예측하였다. 접합부 비선형 모멘트-회전 특성, 합성보 및 철골기둥의 재료 비선형 특성을 고려하여 구조해석을 실시하였다. 합성반강접 접합부를 완전 강접합부로 이상화하면 푸쉬오버 해석에서 구조물의 초기강성도와 종국강도가 증가되었고 시간이력해석에서는 밑면전단력, 최대층간변위, 보 및 기둥에 발생되는 최대 휨모멘트가 접합부 강성 및 이력거동의 영향을 받았다. 최대지반가속도가 0.4g인 지진파에 대하여 합성반강접 구조물에서는 FEMA 273의 최대 층간변위에 대한 인명손상방지 기준을 만족하였으며 보와 기둥이 비탄성 거동을 경험하지 않은 반면 완전 강접합부로 이상화한 구조물에서는 보 및 기둥이 비탄성 거동을 경험하였다.

Push-over 해석을 사용한 복합구조물의 하부골조 층수변화에 따른 거동분석 (The Investigation of Structural Behavior with Variations in the Lower Stories of Complex Buildings using Push-over Analysis)

  • 강병두;전대한;김재웅
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.398-405
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    • 2001
  • Upper wall-lower frame(complex building) can be divided into three partition, namely, upper wall, lower frame, and transfer system which link two partitions. The purpose of this study is to investigate the elasto-plastic response characteristics of structures with variation in the stories of lower frame of complex buildings. The conclusions of this study was following; 1) In the push-over analysis for vertically irregular building, the distribution of lateral forces is judged which consider the effects of higher mode. 2) In proportion as the stories of lower frame increase inter-story displacement of lower frame increased, but that of upper wall decreased. 3) The appearance of yielding hinge with variations in the lower stories of complex buildings differed in lower frame of each model, but was almost the same in upper wall.

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질점계 비선형 지진응답해석에 의한 구조물의 역량스펙트럼 제안 (Propose of Capacity Spectrum Method by Nonlinear Earthquake Response Analysis)

  • 유진선;양원직;이원호;김형준
    • 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.

복합구조물의 상부층수 변화에 따른 탄소성 정적 및 동적 응답특성 (The Response Characteristics of Push-over and Nonlinear Time History Analysis with Variations in the Upper Stories of the Mixed Building Structure)

  • 강병두;전대한;김재웅
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권5호
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    • pp.73-83
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    • 2001
  • 상부벽식-하부골조구조(복합구조)는 상.하부 구조물의 서로 다른 구조형식으로 인해 전이층 부근에서 질량 및 강성의 큰 차이를 보인다. 이러한 복합구조의 특징은 일반적으로 강성, 질량 및 기하학적 수직 비정형성을 갖게 된다. 본 연구에서는 복합구조물의 상부층수가 변화하는 네 가지 해석모델을 선정하여 탄소성 정적 및 동적 해석을 수행하고 해석결과를 통해 구조물의 탄소성 응답특성을 살펴보고자 한다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 탄소성 정적해석에서는 하부골조 구조의 보와기둥의 항복힌지가 상부벽식구조의 층수 변화에 상관없이 전 모델에 걸쳐 비슷한 크기의 설계용 밑면전단력에서 항복이 발생되었고 그 분포 또한 비슷하였다. 그러나 상부벽식구조의 경우 전단벽이 고층화될수록 coupling beam에서 설계용 밑면전단력 V에 대해서도 휨항복한지가 발생되었다. 2) 탄소성 동적해석으로부터는 하부골조의 일부층의 보는 55gal의 작은 지진동에서 소성이 발생되었고 상부벽식구조의 경우 coupling beam과 전이층 상부의 전단벽에서 소성변형이 집중되었다. 3) 탄소성 해석으로부터 상부벽식구조의 층수가 낮아질수록 하부골조구조의 층강성이 상대적으로 줄어들게 되어 하부골조에서 연약층(soft story) 현상이 나타났다.

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국내 기존 조적조 건축물의 내진성능에 관한 해석적 연구 (Analytical Study on the Seismic Capacity for Existing Masonry Building in Korea)

  • 허재상;이상호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권6호통권58호
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    • pp.75-87
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    • 2009
  • 본 연구에서는 국내에서 수행되었던 조적조의 재료특성과 부재특성에 대한 실험연구 결과를 이용하여 유한요소 해석을 수행하여 본 연구에서 이용한 유한요소 해석 방법에 대한 신뢰성을 확보한 다음, Prototype 조적조 건축물에 적용하여 얻은 내진성능을 분석하여 국내 비보강 조적조 건축물의 지진에 대한 안전성을 평가하고자 하였으며, Prototype 건축물의 해석결과, 수평전단력과 평균 전단응력은 기존의 실험연구와 비슷한 값을 나타냈다.

RC 골조의 내진설계에서 보 모멘트의 수직방향 재분배 (Vertical Direction Redistribution of Beam Moments in the Seismic Design of RC Frame)

  • 김대곤
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.57-66
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    • 2011
  • 중진 지역에 있는 RC 골조의 횡하중에 대한 설계에서 저층부에 있는 보와 기둥의 강도는 상층부의 강도보다 커야만 한다. 그러나 횡하중에 대한 보의 설계 모멘트를 골조의 수평방향뿐만 아니라 수직방향으로 재분배 시킬 수 있고 그 결과 모든 보의 강도를 같게 할 수 있다. 본 논문은 최대한 많은 층의 보 휨 강도를 동일하게 만들기 위한 수직방향 보 모멘트 재분배의 영향을 살펴보는데 있다. 2경간-6층 RC 골조를 수직방향 모멘트 재분배를 고려한 경우와 고려치 않은 경우로 각각 설계하고 이들의 내진성능을 정적 비선형 한계하중 해석법과 동적 비선형 시간이력 해석법을 이용하여 구하였다. 해석결과 수직방향으로 보의 모멘트를 재분배하면 재분배 한 크기만큼 증가된 연성도를 요구하지만, 이 추가적인 요구는 상세설계가 잘된 RC 부재의 연성도 능력보다 작다.

기둥의 내진성능 향상을 위한 섬유보강 복합체의 적용성에 대한 해석적 연구 (Numerical Study for Seismic Strengthening of RC columns Using Fiber Reinforced Plastic Composite)

  • 장준호;권민호;김진섭;주치홍
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.117-127
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    • 2012
  • 최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 내진성능 향상을 목적으로 FRP 복합재료의 사용성에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 복합재료를 사용한 내진보강재는 강성과 연성을 가진 재료이어야 하므로 복합재료 보강재 설계 시 강성재와 섬유의 선택이 중요한 변수이다. 내진성능 향상을 위한 섬유보강 복합재료의 최적조합을 인장 테스트를 통하여 선정하였다. 선정된 섬유보강 복합재료 보강재를 실제 구조물에 적용하기 위하여 실제 기둥부재에 보강하는 것을 가정하여 유한요소 해석하였다. 유한요소 해석을 통하여 구조물의 내진성능 향상효과를 변위-하중 관계를 통하여 평가하였다. 섬유보강 복합재료 보강재를 사용할 경우 구조물의 내진성능이 증가한다는 해석적인 연구 결과를 도출하였다.