• 지구물리와물리탐사
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• 제20권2호
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• pp.88-95
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• 2017

초계분지는 그릇과 같이 주변이 모암으로 둘러싸여 있는 닫힌 분지의 형태를 갖고 있다. 이러한 닫힌 분지에서는 입사한 지진에너지가 분지 내에서 다중 반사파를 형성하며 에너지의 집중이 발생하기 쉽다. 경상남도 합천군 초계면과 적중면에 위치한 타원형의 초계분지를 대상으로 상시미동 관측 조사를 수행하였다. 상시미동 관측 자료를 주파수 영역으로 변환하고 수평 대 수직성분 스펙트럼 비를 계산하였다. 이 결과로부터 각 관측 지점에 대한 기본 공명주파수를 측정하였다. 이전 연구에서 알려진 우리나라 퇴적층에 대한 고유주기와 두께의 경험적인 상관관계를 이용하여, 기본 공명 주파수로부터 초계분지의 퇴적층 두께 분포를 결정하였다. 급한 경사를 갖는 산지로 둘러싸인 분지 외곽에 비하여, 분지 내부의 관측점에서 기본 공명주파수가 최소 1.03 Hz로 낮으며, 이에 상응하는 퇴적층이 두껍고, 그 깊이는 최대 약 100 m에 이른다. 각 관측점에서 결정한 분지 깊이를 내삽하여 초계분지의 기반암 지형에 대한 3차원 분지 모델을 작성하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.47-60
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• 2007

해머나 중추 등의 순간가진원이나 진동기 등의 연속가진원을 사용하는 주동표면파기법에서는 저주파대역에서 충분한 에너지를 갖는 표면파를 얻기 어렵기 때문에, 종종 발생된 표면파의 가탐심도가 충분하지 못한 한계에 부딪힌다. 일반직인 가진원 장비로 발생되는 이러한 주동표면파의 한계는 심층지반구조를 파악할 수 없게 함으로써 지반의 정확한 지진응답해석을 어렵게 한다. 반면에 상시미동이나 주변잡음 등과 같은 수동가진원에 의해 발생된 수동표면파를 이용하면 저주파대역에서 충분한 에너지를 갖는 표면파를 얻을 수 있기 때문에 이러한 주동표면파의 단점을 극복하고 심층지반까지의 전단파속도 주상도를 얻을 수 있다. 수동표면파의 측정자료로부터 계산된 수동분산값의 신뢰도를 향상시키는 것은 보다 정확한 전단파속도 주상도를 얻기 위해 필수적이며, 수동분산값의 신뢰도를 향상시키기 위해선 수동분산값에 포함되는 계통오차에 대한 올바른 이해를 바탕으로 한 수동표면파의 측정과 분석이 필요하다. 본 논문에서는 수동표면파 시험에 있어 계통오차를 발생시키는 부족한 파수해상도와 측면로브를 통한 에너지누수에 관한 연구를 수행하고 신뢰성 있는 분산곡선 결정을 위한 수동표면파의 측정 및 분석기법을 제안한다. 제안된 기법을 적용한 일련의 수동표면파시험이 미국 캘리포니아주 산호세의 한 현장에서 수행되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권4호
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• pp.341-350
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• 2017

Based on the super elastic properties of the shape memory alloy (SMA) and the inverse piezoelectric effect of piezoelectric (PZT) ceramics, a kind of hybrid semi-active control device was designed and made, its mechanical properties test was done under different frequency and different voltage. The local search ability of genetic algorithm is poor, which would fall into the defect of prematurity easily. A kind of adaptive immune memory cloning algorithm(AIMCA) was proposed based on the simulation of clone selection and immune memory process. It can adjust the mutation probability and clone scale adaptively through the way of introducing memory cell and antibody incentive degrees. And performance indicator based on the modal controllable degree was taken as antigen-antibody affinity function, the optimization analysis of damper layout in a space truss structure was done. The structural seismic response was analyzed by applying the neural network prediction model and T-S fuzzy logic. Results show that SMA and PZT friction composite damper has a good energy dissipation capacity and stable performance, the bigger voltage, the better energy dissipation ability. Compared with genetic algorithm, the adaptive immune memory clone algorithm overcomes the problem of prematurity effectively. Besides, it has stronger global searching ability, better population diversity and faster convergence speed, makes the damper has a better arrangement position in structural dampers optimization leading to the better damping effect.

• Computers and Concrete
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• 제20권5호
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• pp.545-553
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• 2017

A pounding tuned mass damper (PTMD) can be considered as a passive device, which combines the merits of a traditional tuned mass damper (TMD) and a collision damper. A recent analytical study by the authors demonstrated that the PTMD base on the energy dissipation during impact is able to achieve better control effectiveness over the traditional TMD. In this paper, a PTMD prototype is manufactured and applied for seismic response reduction to examine its efficacy. A series of shaking table tests is conducted in a three-story building frame model under single-dimensional and two-dimensional broadband earthquake excitations with different excitation intensities. The ability of the PTMD to reduce the structural responses is experimentally investigated. The results show that the traditional TMD is sensitive to input excitations, while the PTMD mostly has improved control performance over the TMD to remarkably reduce both the peak and root-mean-square (RMS) structural responses under single-dimensional earthquake excitation. Unlike the TMD, the PTMD is found to have the merit of maintaining a stable performance when subjected to different earthquake loadings. In addition, it is also indicated that the performance of the PTMD can be enhanced by adjusting the initial gap value, and the control effectiveness improves with the increasing excitation intensity. Under two-dimensional earthquake inputs, the PTMD controls remain outperform the TMD controls; however, the oscillation of the added mass is observed during the test, which may induce torsional vibration modes of the structure, and hence, result in poor control performance especially after a strong earthquake period.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권6호
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• pp.675-684
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• 2020

An innovative retrofit method using pre-stressed steel strips and externally-bonded steel plates was presented in this paper. With the aim of exploring the seismic performance of the retrofitted RC interior joints, four 1/2-scale retrofitted joint specimens together with one control specimen were designed and subjected to constant axial compression and cyclic loading, with the main test parameters being the volume of steel strips and the existence of externally-bonded steel plates. The damage mechanism, force-displacement hysteretic response, force-displacement envelop curve, energy dissipation and displacement ductility ratio were analyzed to investigate the cyclic behavior of the retrofitted joints. The test results indicated that all the test specimens suffered a typical shear failure at the joint core, and the application of externally-bonded steel plates and that of pre-stressed steel strips could effectively increase the lateral capacity and deformability of the deficient RC interior joints, respectively. The best cyclic behavior could be found in the deficient RC interior joint retrofitted using both externally-bonded steel plates and pre-stressed steel strips due to the increased lateral capacity, displacement ductility and energy dissipation. Finally, based on the test results and the softened strut and tie model, a theoretical model for determining the shear capacity of the retrofitted specimens was proposed and validated.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권3호
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• pp.343-354
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• 2021

The frequencies formulas of the bridge are of great importance in the design process since these formulas provide insight dynamic characteristics of the structure, which guides the designers to parametric analyses and the layout of the bridge in conceptual or preliminary design. Continuous rigid frame bridge is popular in the mountainous area. Mostly, this type of bridge was simplified either as a girder or cantilever when calculating the frequency, however, studies showed that the different configuration of the bridge made the problem more complex, and there is no unified fundamental calculation pattern for this kind of bridge. In this study, an empirical frequency equation is proposed as a function of pier's height, stiffness of pier and the weight of the structure. A unified fundamental frequency formula is presented based on the energy principle, then the typical continuous rigid frame bridge is investigated by finite element method (FEM) to study the dynamic characteristics of the structure, and then several key parameters are investigated on the effect of structural frequency. These parameters include the number, position and stiffness of the tie beam. Nonlinear regression analyses are conducted with a comprehensive statistical study from plenty of engineering structures. Finally, the proposed frequency equation is validated by field test results. The results show that the fundamental frequency of the continuous rigid frame bridge increases more than 15% when the tie beams are set, and it increases with the stiffness ratio of tie beam to pier. The results also show that the presented unified fundamental frequency has an error of 4.6% compared with the measured results. The investigation can predicate the approximate longitudinal fundamental frequency of continuous ridged frame bridge, which can provide reference for the seismic response and dynamic impact factor design of the pier.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권5호
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• pp.589-605
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• 2023

This paper investigates the ductility demands of steel frames equipped with self-centring fuses under near-fault earthquake motions considering multiple yielding stages. The study is commenced by verifying a trilinear self-centring hysteretic model accounting for multiple yielding stages of steel frames equipped with self-centring fuses. Then, the seismic response of single-degree-of-freedom (SDOF) systems following the validated trilinear self-centring hysteretic law is examined by a parametric study using a near-fault earthquake ground motion database composed of 200 earthquake records as input excitations. Based on a statistical investigation of more than fifty-two (52) million inelastic spectral analyses, the effect of the post-yield stiffness ratios, energy dissipation coefficient and yielding displacement ratio on the mean ductility demand of the system is examined in detail. The analysis results indicate that the increase of post-yield stiffness ratios, energy dissipation coefficient and yielding displacement ratio reduces the ductility demands of the self-centring oscillators responding in multiple yielding stages. A set of empirical expressions for quantifying the ductility demands of trilinear self-centring hysteretic oscillators are developed using nonlinear regression analysis of the analysis result database. The proposed regression model may offer a practical tool for designers to estimate the ductility demand of a low-to-medium rise self-centring steel frame equipped with self-centring fuses progressing in the ultimate stage under near-fault earthquake motions in design and evaluation.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.357-367
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• 2004

본 논문에서는 단일 및 연속지진하중을 받는 철근콘크리트 교량 교각의 누적손상의 영향을 조사하였다. 이 목적을 위하여 세 쌍의 입력지진파들이 선택되었고 이중 한 쌍은 3개월 간격으로 같은 지역에서 기록된 연속지진에 의한 입력지진파들을 나타낸다. 해석결과 교각들은 연속지진하중에 의하여 많은 수의 비탄성 반복주기를 경험하고 변위 연성요구도가 증가되었다. 따라서 교각들은 강성의 감소로 인한 손상이 클 것으로 사료된다. 뿐만 아니라 교각의 변위 연성요구도의 비교분석 결과, 교각의 비탄성 지진응답은 작용된 입력지진파들의 특성에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 또한 연속지진하중이 전단을 고려한 응답에 미치는 영향을 조사하였다. 전단을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 비교해석 결과, 연속지진하중 하에서 전단을 고려한 경우 교각의 강성저하와 그에 따른 에너지 소산능력 감소의 정도가 심각한 것을 알 수 있었다. 따라서 철근콘크리트 교량 교각의 안전성 검토에 연속지진하중의 효과가 고려되어야 할 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권6호
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• pp.335-343
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• 1998

현재 미국에서는 강한 지진지역에서의 골조구조에 대한 새로운 실험규정이 만들어지고 있으며, 이의 목적은 비교적 신뢰성이 높은 실험결과를 얻고 이들 실험결과를 다른 연구자들이 서로 이용 가능하도록 하는 것이다. 이 실험규정에서는 실험방법 뿐만 아니라, 실험후의 분석방법 특히, 실험체가 최소한 보유하여야 할 층위변각, 에너지 소산성능, 강성, 강도 등이 규정되어 있다. 이러한 지침이 설정됨으로 인하여, 여태까지 주관적으로 평가된 시험결과의 분석들이 비교적 객관적으로 평가될 수 있게 될 것으로 보여진다. 전단벽 구조 역시 지진저항에 매우 효과적인 시스템으로서, 이러한 실험지침이 필요하다. 그러나 전단벽 구조의 주 부재인 전단벽은 횡력에 의해서 발생하는 구조물의 횡변위를 억제시키고, 강성과강도를 증가시키는 역할을 하기 때문에 그 거동 특성이 골조주조와는 다소 다르다. 본 연구에서는 이러한 전단벽의 층변위와 에너지 소산성능에대하여 연구를 하고 구조실험시 요구된느 적정 값들을 제시하고자 하였다. 구조실험시(반복하중실험), 높은 지진지역의 전단벽 구조가 보유해야할 최소변형능력(횡변위)을 구하기 위해 기존 연구자들에 의해 실험된일련의실험자료들을 분석할 뿐만 아니라 전단벽을 켄틸레버로 이상화하여 층변위를 형상비, 변위 연성비로 관계로 나타내고, 현재 각 국가의 내진설계 규정에서 정하고 있는 건물의 층변위각을 고려하여 전단벽의 최소 층변위를 제시하였다. 또한 미국의 NEHRP 규준에서 규정하고 있는 소산에너지와 감쇠의 관계를 이용하고, 변위 연성비를 도입하여 구조실험시 요구되는 전단벽의 최소 소산에너지값을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.377-387
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• 2014

본 연구는 지진에 대한 구조물의 손상을 최소화 하기 위하여 슬립 저항력을 활용한 새로운 형태의 마찰 댐퍼형 가새 시스템의 설계와 개발을 주로 다루고자 한다. 가새 부재 내에서 전단력에 의한 마찰 거동으로 상당량의 에너지를 수동적으로 소산하기 위하여 플레이트 전단 이음부 위에 슬롯 형태의 볼트 구멍을 설치한다. 여기에 전단 마찰 거동으로 인해 발생되는 잔류변형을 줄이고자 상온에서 원형복원이 가능한 초탄성 형상합금 와이어를 꼬아서 만든 연선을 설치하여 댐퍼 시스템 내에 복원성을 증진 시켰다. 기존에 주로 사용된 수동적인 변위 제어 장치와 비교하여 본 연구에서 다루고자 하는 자동복원이 가능한 마찰 댐퍼형 가새 시스템은 중심 가새 프레임 구조물에 손쉽게 설치하여 지진발생 후에 구조물에 발생하는 층간 잔류변위를 최소화하여 유지 보수에 소모되는 비용의 대폭적인 절감을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 자동복원이 가능한 마찰 댐퍼형 가새 시스템의 역학적인 거동 메커니즘을 살펴보고 실험값으로 보정되어 신뢰성을 확보한 스프링 모델을 사용하여 해석을 실시하였다. 시스템에 다양한 설계 변수를 적용하여 복원성과 에너지 소산 능력 측면에서 제안된 댐퍼의 성능 동향을 분석을 하고 최적의 설계 방식을 제안하고자 한다. 마지막으로 자동복원이 가능한 마찰 댐퍼를 중심 가새 프레임 구조물에 설치하여 비선형 동적 해석을 실시하고 기존의 시스템과 비교하여 성능적인 우수성을 입증하고자 한다.