• Earthquakes and Structures
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• 제15권3호
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• pp.243-251
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• 2018

The dynamic responses of a rocking wall-moment frame (RWMF) with a post-tensioned cable are investigated. The nonlinear equations of motions are developed, which can be categorized as a single-degree-of-freedom (SDOF) model. The model is validated through comparison of the rocking response of the rigid rocking wall (RRW) and displacement of the moment frame (MF) against that obtained from Finite Element analysis when subjected ground motion excitation. A comprehensive parametric analysis is carried out to determine the seismic performance factors of the RWMF systems under near-fault trigonometric pulse excitation. The horizontal displacement of the RWMF system is compared with that of MF structures without RRW, revealing the damping effect of the RRW. Frame displacement spectra excited by trigonometric pulses and recorded earthquake ground motions are constructed. The effects of pulse type, mass ratio, frame stiffness, and wall slenderness variations on the displacement spectra are presented. The paper shows that the coupling with a RRW has mixed results on suppressing the maximum displacement response of the frame.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권3호
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• pp.175-189
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• 2024

Aiming at studying the plastic hinge (PH) evolution regularities and failure mode of rocking wall moment frame (RWMF) structure in earthquakes, the whole-working history analysis of seismic performance state of RWMF structure based on co-operation performance and PH evolution was carried out. Building upon the theoretical analysis of the elastic internal forces and deformations of RWMF structures, nonlinear finite element analysis (FEA) methods were employed to perform both Pushover analysis and seismic response time history analysis under different seismic coefficients (δ). The relationships among PH occurrence ratios (R_ph), inter-story drifts and δ were established. Based on the plotted curve of the seismic performance states, evaluation limits for the R_ph and inter-story drifts were provided for different performance states of RWMF structures. The results indicate that the R_ph of RWMF structures exhibits a nonlinear evolution trend of "fast at first, then slow" with the increasing of δ. The general pattern is characterized by the initial development of beam hinges in the middle stories, followed by the development towards the top and bottom stories until the beam hinges are fully formed. Subsequently, the development of column hinges shifts from the bottom and top stories towards the middle stories of the structure, ultimately leading to the loss of seismic lateral capacity with a failure mode of partial beam yield, demonstrating a global yielding pattern. Moreover, the limits for the R_ph and inter-story drifts effectively evaluate the five different performance states of RWMF structures.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.405-415
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• 2011

건축물의 안전한 내진설계를 위해서는 층간변위비 뿐만 아니라 부재에 요구되는 소성변형을 평가하여야 한다. 본 연구에서는 복잡한 비선형해석 없이 탄성해석을 사용하여 강기둥-약보로 설계된 철골 특수모멘트골조의 보에 요구되는 소성변형을 평가하는 간편한 방법을 개발하였다. 개발한 방법은 탄성해석 결과를 근거로 모멘트 재분배, 기둥 단면치수 및 보 소성힌지 이동, 패널존 변형, 중력하중, 변형경화 거동 등을 고려하여 보의 소성변형각을 직접적으로 예측한다. 또한 가새골조 또는 코어벽 등 횡력 저항구조와 모멘트골조의 상호 작용인 로킹 효과 고려한다. 검증을 위하여 강기둥-약보로 설계된 6층 특수모멘트골조에 제안된 방법을 적용하여 보의 소성변형각을 예측하고, 그 결과를 비선형 해석 결과와 비교하였다. 검증 결과, 제안된 방법은 설계 변수에 따른 보의 소성변형각을 합리적으로 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.35-43
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• 2009

강한 지진에 대한 필로티형 고층 철근콘크리트 건물의 거동을 묘사하기 위한 해석기법의 개발과 성능평가를 위해, 상부벽식 하부 골조형식인 필로티형 건물에 대한 1/12축소 진동대 실험결과와 OpenSees를 이용하여 실험모델에 대한 비선형 시간이력해석을 수행한 결과를 비교하였다. 하부골조 형식은 모두 골조로 이루어진 형태(BF)와 전단벽이 한쪽 외부골조에 치우쳐 비틀림이 발생하는 형태(ESW)의 실험체에 대해 해석연구를 수행하였다. 철근과 콘크리트의 응력-변형률관계를 정의한 후 이를 단면에 이식시킨 섬유모델을 통해 비선형거동을 나타내도록 하였으며, 벽체는 MVLEM모델을 이용하였다. 해석결과 본 논문에서 제시한 비선형 모델은 필로티층의 거동(예를 들면 필로티층의 항복강도와 강성 상부구조물의 흔들림, 거동, 그리고 축력의 변화에 따른 축강성과 전단강성의 변화)을 비교적 정확하게 묘사하였다. 그러나 MVLEM으로 벽체의 비선형거동을 구성한 결과 거시거동은 실제 모델을 잘 따랐으나, 비틀림이 주된 진동주기일 때 발생하는 벽체 횡강성의 급격한 증가와 Warping현상으로 인해 코너기둥에 발생하는 과도한 인장력은 제대로 반영하지 못하였다. 비선형 해석으로 설계부재력을 구할 경우 실제보다 약 $20{\sim}30%$ 작게 나타났는데, 이는 실험과 해석방법의 차이때문에 발생한 것으로 보이며, 비선형 거동이 과도하게 발생한 수준의 지진에 대해서는 필로티형 건물의 거동특성을 충실히 나타내었다.