• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.74-85
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• 2022

이 논문의 목적은 MCE를 적용한 콘크리트 중력식 댐의 동적소성해석에 의한 내진성능평가 수행 시 입력변수, 성능수준 평가 방법에 대한 현행 기준의 적용성을 검토하고 개선안을 제시하는 것이다. 이를 위하여 국내 콘크리트 중력식 댐을 대상 시설로 선정하여 다양한 조건으로 동적소성해석을 수행하였으며 입력변수인 콘크리트 인장강도, 파괴에너지 등에 대한 적용성을 검토하였다. 중력식 댐체 저면의 균열이 활동의 안정성 미치는 영향을 분석하여 저수기능 확보에 필요한 성능수준 평가 방법의 개선안을 도출하였다. 연구 결과 개선사항을 적용할 경우 MCE를 적용한 현행 내진성능평가 방법보다 합리적인 평가결과를 도출하는 효과가 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6A호
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• pp.965-976
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• 2006

지진하중에 대한 구조물의 생애주기비용 최적설계나 성능개선을 위해서는 생애주기 지진신뢰성해석에 기초한 접근이 불가피하다. 최근 몇몇 연구자들이 생애주기비용에 기초한 구조물의 내진설계 및 성능개선을 위한 방법론은 제안하여 왔지만, 대부분의 연구가 생애주기비용 산정을 위한 방법론 개발에 중점을 둔 연구이다. 따라서 대부분의 기존연구에서는 열화하는 구조물의 생애주기 지진신뢰성해석에 있어서 내진보강, 유지관리, 그리고 환경적 열화와 같은 주요한 인자들을 고려하지 못한 것이 사실이다. 이에 본 연구에서는 교량의 체계적인 생애주기 지진신뢰성해석 방법론을 제안하였고, 교량의 지진신뢰성해석을 위한 프로그램인 HPYER-DRAIN2DX-DS를 개발하였다. 개발된 프로그램은 내진보강이나 유지전략의 적용유무에 따른 예제교량의 생애주기 지진신뢰성해석 문제에 적용되었으며, 이를 통해 프로그램의 적용성을 검토해 보았다. 적용 예를 통해 본 연구에서 개발된 HPYER-DRAIN2DX-DS는 지진에 대한 교량의 생애주기비용 최적설계, 내진보강 및 유지관리에 있어 서 매우 유용한 도구로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제17권2호
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• pp.70-79
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• 2005

국내 잔교식 안벽의 거의 대부분은 연직말뚝과 함께 경사말뚝을 활용하고 있는데, 정적인 상태의 횡방향 지지 효과를 크게 볼 수 있는 경사말뚝을 잔교식 안벽 구조물에 적용하는데 있어 말뚝 두부에 면진장치를 설치함으로써 내진성능 또한 증대시키고자 하는 시도가 꾸준히 이어져 오고 있다. 본 연구에서는 잔교식 안벽 중 경사말뚝의 내진성능 증대를 위한 목적으로 말뚝 두부를 고무 또는 볼베어링을 이용하여 보강하는 시스템을 개발하고, 진동대 실험 및 3차원 수치해석으로부터 새로운 개념의 두부보강기법에 따른 내진성능 평가를 수행하였다 진동대 실험 및 수치해석 결과로부터 새로운 두부보강기법의 내진성능 효과를 파악하였고, 또한 고무와 볼베어링 시스템의 비선형성을 고려한 3차원 수치해석의 신뢰성을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권4호
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• pp.361-377
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• 2018

In this paper, an alternative reliability-based methodology is developed and implemented on the safety evaluation of structures subjected to seismic loading. To effectively elaborate the approach, structures are represented by finite elements and seismic loading is applied in time domain. The accuracy of the proposed reliability-based methodology is verified using Monte Carlo Simulation. It is confirmed that the presented approach provides adequate accuracy in calculating structural reliability. The efficiency and robustness in problems related to performance-based seismic design are verified. A structure designed by experts satisfying all post-Northridge seismic design requirements is studied. Rigidities related to beam-to-column connections are incorporated. The structure is excited by three suites of ground motions representing three performance levels: immediate occupancy, life safety, and collapse prevention. Using this methodology, it is demonstrated that only hundreds of deterministic finite element analyses are required for extracting reliability information. Several advantages are documented with respect to Monte Carlo Simulation. To showcase an applicability extension of the proposed reliability-based methodology, structural risk is calculated using simulated ground motions generated via the broadband platform developed by the Southern California Earthquake Center. It is validated the accuracy of the broadband platform in terms of structural reliability. Based on the results documented in this paper, a very solid, sound, and precise reliability-based methodology is proved to be acceptable for safety evaluation of structures excited by seismic loading.

• Earthquakes and Structures
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• 제19권5호
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• pp.395-409
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• 2020

With verifications through many relevant researches in the past few decades, adopting the equivalent lateral force procedure for designing seismically isolated structures as a preliminary or even final design approach has become considerably mature and publicly acceptable, especially for seismic isolation systems that mechanically exhibit bilinear hysteretic behavior. During the design procedure, in addition to a given seismic demand, structural designers still need to previously determine three parameters, such as mechanical properties of seismic isolation systems or design parameters and performance indices of seismically isolated structures. However, an arbitrary or improper selection of given parameters might cause diverse or even unacceptable design results, thus troubling structural designers very much. In this study, first, based on the criterion that at least either two design parameters or two performance indices of seismically isolated structures are decided previously, the rationality and applicability of design results obtained from different conditions are examined. Moreover, to consider variations of design parameters of seismically isolated structures attributed to uncertainties of mechanical properties of seismic isolation systems, one of the conditions is adopted to perform bounding analysis for seismic isolation design. The analysis results indicate that with a reasonable equivalent damping ratio designed, considering a specific variation for two design parameters (the effective stiffness and equivalent damping ratio) could present more conservative bounding design results (in terms of isolation displacement and acceleration transmissibility) than considering the same variation but for two mechanical properties (the characteristic strength and post-yield stiffness).

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.106-115
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• 2011

본 연구에서는 비선형 지진응답해석을 이용하여 유도된 전단 및 휨파괴형 부재가 혼합된 저층 철근콘크리트(RC) 건물의 비선형 요구내력스펙트럼을 수식화하여, 특정 연성률 별로 지진입력수준과 내진성능잔존률을 산정하여, 건물의 지진손상정도를 정량적으로 평가 가능한 새로운 내진성능 평가법을 제안하였다. 또한 저층 RC 건물을 대상으로 본 연구의 내진성능 평가법을 적용하여 평가한 결과와 보다 정밀한 부재수준의 비선형 동적해석을 실시하여 그 결과를 각각 비교 검토함과 동시에, 내진진단기준에서 입력지진동 0.2g 수준에 대해서 구조체에 대규모이상의 지진피해를 막기 위한 임계값으로 설정한 내진성능판정지표값 (Es=0.6)과의 상관관계를 분석하여 본 연구에서 제안한 내진성능 평가법의 타당성 및 그 적용가능성을 검증하였다. 본 평가법은 비선형해석 또는 능력스펙트럼법 등의 상세 내진성능 평가법을 수행하지 않고도 대상건물에 대한 연성률 단계별의 입력지진 수준, 지진손상도를 정량적으로 평가할 수 있다. 향후 전단 및 휨파괴형 부재가 혼합된 저층 RC 건물의 내진성능을 효과적으로 평가하기 위한 자료로서 활용이 가능하다고 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.25-35
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• 2006

본 연구에서는 GIS 및 지진취약도 분석기법이 결합된 방법에 의한 교통망 시스템의 방재 시스템 구축방안의 국내 적용성을 검토하였다. 연구대상으로는 경상남도 창원시의 교통망을 선택하였고, 지진취약도 분석을 위해 먼저 창원시에 위치한 교량 8개를 선택하고 기본 외관 조사를 수행하였으며, 이를 바탕으로 교량의 FE 모델을 만들었고, 국내 표준 설계 시방서에 의한 응답스펙트럼에 기준하여 인공지진을 생성하고 비선형 해석을 수행하였다. 또한, 각 결과를 500년, 1000년 및 2400년 재현주기를 가지는 지진위험도 곡선 (Seismic Hazard Curve)과 중첩하여 각 교량의 확률적 위험도 및 교통망의 확률적 위험도를 분석하였다. 본 논문에서는 지진 취약도 분석 기법을 활용하여 교량 구조물의 지진 안전도를 분석하였고 그 결과와 GIS를 이용한 네트워크의 지진에 의한 피해를 예측하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권2호
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• pp.353-373
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• 2015

In this paper, the effects of different types of irregularity along the height on the seismic responses of moment resisting frames are investigated using nonlinear dynamic analysis. Furthermore, the applicability of consecutive modal pushover (CMP) procedure for computing the seismic demands of vertically irregular frames is studied and the advantages and limitations of the procedure are elaborated. For this purpose, a special moment resisting steel frame of 10-storey height was selected as reference regular frame for which the effect of higher modes is important. Forty vertically irregular frames with stiffness, strength, combined-stiffness-and-strength and mass irregularities are created by applying two modification factors (MF=2 and 4) in four different locations along the height of the reference frame. Seismic demands of irregular frames are computed by using the nonlinear response history analysis (NL-RHA) and CMP procedure. Modal pushover analysis (MPA) method is also carried out for the sake of comparison. The effect of different types of irregularity along the height on the seismic demands of vertically irregular frames is investigated by studying the results obtained from the NL-RHA. To demonstrate the accuracy of the enhanced pushover analysis methods, the results derived from the CMP and MPA are compared with those obtained by benchmark solution, i.e., NL-RHA. The results show that the CMP and MPA methods can accurately compute the seismic demands of vertically irregular buildings. The methods may be, however, less accurate especially in estimating plastic hinge rotations for weak or weak-and-soft top and middle storeys of vertically irregular frames.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.51-63
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• 2020

본 연구에서는 지진가속도 계측기의 계측 데이터를 사용하여 저수지의 동적해석방법에 대한 모형 검정 및 저수지 높이에 따른 지진가속도 증폭 특성을 분석하였다. 모형을 검정하기 위해 댐 기초의 계측 데이터를 입력 데이터로 사용하였고 해석 결과를 댐 상부의 계측 데이터와 비교한 결과 수치해석을 이용해 출력된 지진파와 계측 지진파의 최댓값과 그 파형이 비슷하게 나타났고 지진가속도 증폭 특성의 경우 지진가속도 증폭비는 저수지의 높이와 지진의 크기에 비례하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 저수지에 설치된 가속도계에서 얻은 계측 데이터를 활용하여 반복 탄소성 구성식을 이용한 동적해석방법은 지진파 특성 분석이 적절하게 수행될 수 있는 기법임을 확인하였고 향후 이러한 기법을 적용해 저수지의 지진가속도 계측기의 활용도를 제고할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.114-122
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• 2018

이 연구에서는 사장교 및 현수교에 부착된 지진가속도계측기를 활용하여 교량의 안전성을 긴급하게 평가할 수 있는 기법을 제안한다. 실측된 지진가속도계측기의 상시 응답을 이용하여 구조해석 모델의 고유주파수와 비교를 통해 최대한 유사한 동적특성을 갖도록 모델링을 개선한다. 설계지진에 대한 지진해석을 수행하여 지진가속도계측기 설치 위치별 최대 변위를 도출하며, 도출된 변위는 사전에 관리기준치로서 시스템에 기 입력된다. 지진발생 시 실시간으로 측정된 가속도 시간이력을 필터링 후 2중적분을 통해 변위시간이력으로 변환한 뒤 최대 변위를 추출한다. 최종적으로 시스템에 기 입력된 관리기준치와 추출된 변위와의 비교를 통해 안전성을 평가한다. 경주지진 시 기록된 데이터를 활용한 12개 특수교량의 긴급 안전성평가 수행을 통해 제안된 방법의 적용성을 확인한다.