• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.61-69
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• 2007

본 연구의 목적은 하부층에 필로티 구조, 상부층에 전단벽식구조를 가진 저층 철근콘크리트 건물의 내진설계 및 내진성능 평가를 위한 기본적인 자료를 제공하는 것으로서, 비선형 지진응답해석을 실시하여 각 층의 내력과 연성율 사이의 상관관계를 파악하여, 이것들의 비율이 건물 전체의 내진성능에 어떻게 영향을 미치는가를 검토하였다. 본 연구에서는 필로티 구조를 가진 저층 철근콘크리트 전단벽식 건물의 특성을 2질점계로 치환하였으며, 하부층인 필로티 구조는 휨파괴형으로 상부층인 전단벽식 구조는 전단파괴형 시스템으로 각각 모델링하였다. 또한 각층의 복원력 특성으로는 필로티 구조는 Degrading Trilinear Model(휨파괴형), 상부층은 Origin Oriented Model(전단파괴형)을 선정하였다. 상기 복원력 특성은 각 층의 보유내력에 의하여 변화를 하며, 지진응답해석용 입력지진파로는 8개의 피해지진의 가속도 성분을 선정하여 이들 가속도 성분의 최대가속도를 0.1g, 0.2g, 0.3g로 표준화 하였다. 각각 지진강도수준에 따라 지진 응답해석을 실시하여 하부층 필로티 구조와 상부층 전단벽식 구조의 내력비와 응답 연성율 사이의 상관관계를 파악하였다. 최종적으로 특정 연성율을 위한 필로티 구조를 가진 저층 철근콘크리트 전단벽식 건물의 요구내력을 산정하여 요구내력 스펙트럼(Required Strength Spectrum)을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 요구내력스펙트럼은 특정 지역에서 요구하는 지진수준에 대하여 지진발생시 특정 연성율 이내로 머물게 하는 하한내력의 범위를 파악할 수 있는 등, 연구결과는 필로티 구조를 가진 철근콘크리트 전단벽식 건물의 내진성능평가 및 내진설계의 기본적인 자료로서 활용 가능하다고 사료된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제19권5호
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• pp.331-345
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• 2020

The multi-story timber structure with high platform base is one of the important architectural types in the traditional Chinese buildings. To study the dynamic characteristics and seismic responses on this kind of traditional structure, the 3-D finite element models of Xi'an drum tower which included the high platform base, upper timber structure and whole structure was established considering the structural form and material performance parameters of the structure in this study. By the modal analysis, the main frequencies and mode shapes of this kind of traditional building were obtained and investigated. The three kinds of earthquake excitations included El-Centro wave, Taft wave and Lanzhou wave were separately imposed on the upper timber structure model and the overall structure model, and the seismic responses on the tops of columns were analyzed. The results of time history analysis show that the seismic response of the upper timber structure is obviously amplified by high platform base. After considering the effect of high platform base, the mean value on the lateral displacement increments of the top column in the overall structure is more than 20.478% and the increase of dynamic coefficients was all above 0.818 under the above three different earthquake excitations. Obviously, it shows that the existence of high platform base has a negative influence on the seismic responses of upper timber structure. And the high platform base will directly affect the safety of the upper timber structure. Therefore, the influence of high platform base on the dynamic response of its upper timber structure cannot be neglected.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.39-50
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• 2006

본 논문에서는 국내 162개 지반에 대한 전단파속도 주상도, 기반암 깊이 및 지반의 동적변형특성을 획득하여 등가선형해석을 수행한 후 미국 서부해안지역의 지반 특성과 비교 검토하였다. 검토 결과 국내의 일반적인 특성을 가지는 지반과 미국 서부해안지역의 지반은 기반암 깊이와 고유주기가 매우 다름을 확인하였다. 지진응답 해석 결과 단주기 증폭계수 $F_a$의 경우 1997 UBC 기준의 값보다 크게 산정되었고, 장주기 증폭계수 $F_v$는 작게 나타나 국내 지반특성에 적합한 증폭계수는 현재 국내 내진설계기준 값과는 매우 다른 경향을 보였다. 따라서, 증폭계수를 재산정하고 설계응답스펙트럼을 개선해야 할 필요성을 확인하였다. 본 논문에서는 현재 이용되고 있는 내진설계기준과 국내 지반특성과의 차이점 파악에 중점을 두었고, 개선방법에 대한 내용은 동반논문(II 지반분류 개선방법, III 설계응답스펙트럼 개선방법)에서 심도있게 논의하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권5호
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• pp.779-807
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• 2016

Ground Motion Prediction Equations (GMPEs) are essential tools in seismic hazard analysis. With the introduction of probabilistic approaches for the estimation of seismic response of structures, also known as, performance based earthquake engineering framework; new tasks are defined for response spectrum such as the reference criterion for effective structure-specific selection of ground motions for nonlinear time history analysis. One of the recent efforts to introduce a high quality databank of ground motions besides the corresponding selection scheme based on the broadband spectral consistency is the development of SIMBAD (Selected Input Motions for displacement-Based Assessment and Design), which is designed to improve the reliability of spectral values at all natural periods by removing noise with modern proposed approaches. In this paper, a new global GMPE is proposed by using selected ground motions from SIMBAD to improve the reliability of computed spectral shape indicators. To determine regression coefficients, 204 pairs of horizontal components from 35 earthquakes with magnitude ranging from Mw 5 to Mw 7.1 and epicentral distances lower than 40 km selected from SIMBAD are used. The proposed equation is compared with similar models both qualitatively and quantitatively. After the verification of model by several goodness-of-fit measures, the epsilon values as the spectral shape indicator are computed and the validity of available prediction equations for correlation of the pairs of epsilon values is examined. General consistency between predictions by new model and others, especially, in short periods is confirmed, while, at longer periods, there are meaningful differences between normalized residuals and correlation coefficients between pairs of them estimated by new model and those are computed by other empirical equations. A simple collapse assessment example indicate possible improvement in the correlation between collapse capacity and spectral shape indicators (${\varepsilon}$) up to 20% by selection of a more applicable GMPE for calculation of ${\varepsilon}$.

• Steel and Composite Structures
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• 제12권4호
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• pp.353-379
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• 2012

The accuracy of the 30% and SRSS rules, commonly used to estimate the combined response of structures, and some related issues, are studied. For complex systems and earthquake loading, the principal components give the maximum seismic response. Both rules underestimate the axial load by about 10% and the COV of the underestimation is about 20%. Both rules overestimate the base shear by about 10%. The uncertainty in the estimation is much larger for axial load than for base shear, and, for axial load, it is much larger for inelastic than for elastic behavior. The effect of individual components may be highly correlated, not only for normal components, but also for totally uncorrelated components. The rules are not always inaccurate for large values of correlation coefficients of the individual effects, and small values of such coefficients are not always related to an accurate estimation of the response. Only for perfectly uncorrelated harmonic excitations and elastic analysis of SDOF systems, the individual effects of the components are uncorrelated and the rules accurately estimate the combined response. In the general case, the level of underestimation or overestimation depends on the degree of correlation of the components, the type of structural system, the response parameter, the location of the structural member and the level of structural deformation. The codes should be more specific regarding the application of these rules. If the percentage rule is used for MDOF systems and earthquake loading, at least a value of 45% should be used for the combination factor.

• Earthquakes and Structures
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• 제20권4호
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• pp.377-388
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• 2021

Thin perforated Steel Plate Shear Walls (SPSWs) are among the most common types of seismic energy dissipation systems to protect the main boundary components of SPSWs from fatal fractures in the high-risk zones. In this paper, the cyclic behavior of the different circular hole patterns under cyclic loading is reported. Based on the experimental results, it can be concluded that a change in the perforation pattern of the circular holes leads to a change in the locations of the fracture tendency over the web plate, especially at the plate-frame interactions. Accordingly, the cyclic responses of the tested specimens were simulated by finite element method using the ABAQUS package. Likewise, perforated shear panels with a new perforation pattern obtained by implementing Topology Optimization (TO) were proposed. It was found that the ultimate shear strength of the specimen with the proposed TO perforation pattern was higher than that of the other specimens. In addition, theoretical equations using the Plate-Frame Interaction (PFI) method were used to predict the shear strength and initial stiffness of the considered specimens. The theoretical results showed that the proposed reduced coefficients relationships cannot accurately predict the shear strength and initial stiffness of the considered perforated shear panels. Therefore, the reduced coefficients should be adopted in the theoretical equations based on the obtained experimental and numerical results. Finally, with the results of this study, the shear strength and initial stiffness of these types of perforated shear panels can be predicted by PFI method.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권3호
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• pp.207-215
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• 2014

변성에폭시 모르터 보강은 철근콘크리트 단면내력 보강방법으로 구조적, 재료적 안정성이 우수하여 단면내력 증대뿐만 아니라 구조물 내진성능도 향상되는 것으로 보고되고 있으나 고가의 재료비로 내진보강 자재로서 실험 및 분석을 한 사례는 거의 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 철근콘크리트 골조의 내진성능 보강을 위하여 변성에폭시 모르터를 활용하여 보강한 대안 별로 내진성능과 경제성을 분석하여 적절한 내진성능 보강방안을 제시하고자 한다. 이를 위해, 첫째, 본 연구에서는 변성에폭시 모르터로 보강한 부재의 재료 수직응력-변형율관계를 활용하여 단면 휨모멘트-곡률관계를 확인하고 단면의 유연도가 부재에 선형으로 변화한다고 가정하여 실험체 하중-처짐곡선에 대하여 검증한다. 둘째, 수직하중만을 고려하여 철근콘크리트 구조물을 설계하고 보강대안을 제시한다. 셋째, 부재 비탄성 거동을 고려한 구조해석을 실시한 후 보강대안 별 설계계수와 구조물 거동을 파악하여 내진성능을 확인한다. 넷째, 보강대안 별 물량을 산출하여 공사원가를 비교 및 분석한 후 요구되는 내진성능을 만족하면서 경제성이 우수한 보강방안을 제시한다. 본 연구의 결과는 향후 여러 건설현장에서 변성에폭시 모르터 보강공법으로 내진보강을 실시할 경우 기초자료로서 활용될 것이라 기대된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권3호
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• pp.461-476
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• 2015

Rankine's theory of earth pressure cannot be directly employed to c-${\phi}$ soils backfill with a sloping ground subjected to complex loadings. In this paper, an analytical solution for active earth pressures on retaining structures of cohesive backfill with an inclined surface subjected to surcharge, pore water pressure and seismic loadings, are derived on the basis of the lower-bound theorem of limit analysis combined with Rankine's earth pressure theory and the Mohr-Coulomb yield criterion. The generalized active earth pressure coefficients (dimensionless total active thrusts) are presented for use in comprehensive design charts which eliminate the need for tedious and cumbersome graphical diagram process. Charts are developed for rigid earth retaining structures under complex environmental loadings such as the surcharge, pore water pressure and seismic inertia force. An example is presented to illustrate the practical application for the proposed coefficient charts.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.125-132
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• 2006

To estimate the local site effects at two town fortress areas where stone parapets were collapsed during historical earthquakes, site characteristics were evaluated using borehole drillings and seismic tests and equivalent-linear site response analyses were conducted based on the shear wave velocity (Vs) profiles determined from site investigations. The study sites are categorized as site classes C and B according to the mean Vs to 30 m ranging from 500 to 850 m/s, and their site periods are distributed in short period range of 0.06 to 0.16 sec. For site class C in the study areas, the short-period (0.1-0.5 sec) and mid-period (0.4-2.0 sec) site coefficients, $F_{\alpha}$ and $F_\nu$ specified in the Korean seismic design guide, underestimate the ground motion in short-period band and overestimate the ground motion in mid-period band, respectively, due to the characteristics showing high amplification in short period range, which can result in the collapse of stone parapets having the short natural period.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.203-218
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• 2010

지진 지반운동의 증폭 유발 요인인 부지 효과는 지역적 및 국부적 부지 조건에 직접적인 영향을 받게 됨에도 불구하고, 현행 국내 내진 설계 기준의 부지 분류와 그에 따른 부지 증폭계수는 미국 서부 지역의 기준을 준용한다. 이러한 내진 기준의 경우, 단주기와 중장주기에 관한 두 종류의 부지 증폭계수들을 30 m 심도까지의 평균 전단파속도라는 기준에 따라 A 부터 E까지의 다섯 종류로 분류한다. 본 연구에서는 국내 부지 조건을 반영한 부지 분류 체계를 제시할 목적으로, 경주, 홍성, 해미, 사천의 네 지역에 대해 체계적인 부지 특성 평가를 수행하였으며, 현장에서는 지표면부터 기반암까지의 전단파속도 깊이분포를 결정하고 실내에서는 지반의 비선형적 물성을 획득하였다. 국내 토사층은 미국 서부에 비해 상대적으로 얕고 강성이 크게 파악되었고, 그로 인해 국내의 부지 주기는 상대적으로 작고 좁은 범위에 분포하였다. 현장과 실내에서 구한 지반 특성을 이용하여 등가선형 및 비선형 기법을 적용한 다양한 부지고유 지진응답 해석을 총 75부지를 대상으로 실시하였다. 해석 결과로부터 현행 국내 기준에 정의된 부지 증폭계수는 지반운동을 단주기에서는 과소 평가하고 중장주기에서는 과대평가함을 알 수 있었다. 이러한 차이는 국내와 미국 서부간의 기반암 심도를 포함한 국부적 지반 특성들의 차이로 인한 것이다. 본 연구의 해석 결과와 한반도 대상의 선행 연구 결과들을 토대로 대표 기준인 부지 주기와 추가 기준으로서의 30 m 보다 얕은 심도까지의 평균 전단파속도를 도입함으로써, 국내 지역적 부지 특성을 고려한 지반운동과 설계 스펙트럼을 신뢰성 높게 결정할 수 있는 새로운 부지 분류 체계를 개발하였다.