• 한국공간구조학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.49-56
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• 2022

Tuned mass damper (TMD) is widely used to reduce dynamic responses of structures subjected to earthquake loads. A smart tuned mass damper (STMD) was proposed to increase control performance of a traditional passive TMD. A lot of research was conducted to investigate the control performance of a STMD based on analytical method. Experimental study of evaluation of control performance of a STMD was not widely conducted to date. Therefore, seismic response reduction capacity of a STMD was experimentally investigated in this study. For this purpose, a STMD was manufactured using an MR (magnetorheological) damper. A simple structure presenting dynamic characteristics of spacial roof structure was made as a test structure. A STMD was made to control vertical responses of the test structure. Two artificial ground motions and a resonance harmonic load were selected as experimental seismic excitations. Shaking table test was conducted to evaluate control performance of a STMD. Control algorithms are one of main factors affect control performance of a STMD. In this study, a groundhook algorithm that is a traditional semi-active control algorithm was selected. And fuzzy logic controller (FLC) was used to control a STMD. The FLC was optimized by multi-objective genetic algorithm. The experimental results presented that the TMD can effectively reduce seismic responses of the example structures subjected to various excitations. It was also experimentally shown that the STMD can more effectively reduce seismic responses of the example structures conpared to the passive TMD.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.182-192
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• 2022

취성파괴는 구조물의 파괴거동 중 하나로서 구조재료의 내진성능에 큰 영향을 미친다. 하중속도는 취성파괴의 주요 발생원인 중 하나로 작용하며, 특히 지진과 같은 상황에서 건축물에 높은 하중속도가 작용하게 된다. 하지만 현재 국내·외 강구조 보-기둥 접합부의 내진성능평가는 대부분 정적실험을 통해 수행되고 있다. 따라서 기존 내진성능평가에서는 지진 시의 높은 하중속도에 의한 재료 인성 저하 및 최대변형률 감소 등의 요소에 따른 취성파괴가 충분히 고려되지 않았을 가능성이 존재한다. 본 연구에서는 기존 실험방법에 따른 낮은 하중속도에서의 정적실험과 진동대를 이용한 높은 하중속도에서의 동적실험을 각각 실시한다. 각 실험결과에 따른 파괴형상 및 구조성능 등을 비교·분석하고 최종적으로 하중속도의 크기가 접합부의 내진성능에 미치는 영향을 분석한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권3호
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• pp.333-347
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• 2017

Masonry infill walls are unavoidable parts of any building to create a separation between internal space and external environment. In general, there are some prevalent openings in the infill wall due to functional needs, architectural considerations or aesthetic concerns. In current design practice, the strength and stiffness contribution of infill walls is not considered. However, the presence of infill walls may decisively influence the seismic response of structures subjected to earthquake loads and cause a different behavior from that predicted for a bare frame. Furthermore, partial openings in the masonry infill wall are significant parameter affecting the seismic behavior of infilled frames thereby decreasing the lateral stiffness and strength. The possible effects of openings in the infill wall on seismic behavior of RC frames is analytically studied by means of pushover analysis of several bare, partially and fully infilled frames having different bay and story numbers. The stiffness loss due to partial opening is introduced by the stiffness reduction factors which are developed from finite element analysis of frames considering frame-infill interaction. Pushover curves of frames are plotted and the maximum base shear forces, the yield displacement, the yield base shear force coefficient, the displacement demand, interstory drift ratios and the distribution of story shear forces are determined. The comparison of parameters both in terms of seismic demand and capacity indicates that partial openings decisively influences the nonlinear behavior of RC frames and cause a different behavior from that predicted for a bare frame or fully infilled frame.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.486-494
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• 2006

주파수 영역에서 H/V 스펙트럼비를 구하는 방법은 부지 지반증폭함수를 평가할 때 자주 사용되는 방법이다. 이 방법은 Nakamura에 의해 처음으로 제시되었으며 주로 표면파를 이용하였다. 본 논문에서는 H/V 스펙트럼비를 분석한 결과를 이용하여 국내에 분포되어 있는 지진관측소 부지의 지반증폭 특성을 분석하였으며 이를 위해 본진을 포함한 12개의 후쿠오카 지진으로부터 관측된 지반진동 자료가 이용되었다. 분석결과 대부분의 지진관측소의 H/V 스펙트럼비는 저주파수 영역에서는 변화가 거의 없는 지반증폭 특성을 보여주었다. 하지만 고주파수 영역의 H/V 스펙트럼비는 지진관측소에 따라 우세 주파수 및 1개 또는 여러 개의 지역 피크값을 가지고 있는 것과 같이 특징적인 지반증폭 특성을 보여 주었다. 물론 지반증폭 특성 자체도 부지에 대해 중요한 정보를 제고한다는 점에서 중요하지만 관측된 지반진동 자료를 이용하여 지진원 및 지각감쇠 특성 요소를 분석할 경우 결과값의 왜곡을 피하기 위해 지반증폭 특성을 제거할 필요가 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권4호
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• pp.633-653
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• 2016

One of the major threats to the stability of classical columns and colonnades are earthquakes. The behavior of columns under high seismic excitation loads is non-linear and complex since rocking, wobbling and sliding failure modes can occur. Therefore, three dimensional simulation approaches are essential to investigate the in-plane and out-of-plane response of such structures during harmonic and seismic loading excitations. Using a software based on the Distinct Element Method (DEM) of analysis, a three dimensional numerical study has been performed to investigate the parameters affecting the seismic behaviour of colonnades' structural systems. A typical section of the two-storey colonnade of the Forum in Pompeii has been modelled and studied parametrically, in order to identify the main factors affecting the stability and to improve our understanding of the earthquake behaviour of such structures. The model is then used to compare the results between 2D and 3D simulations emphasizing the different response for the selected earthquake records. From the results analysis, it was found that the high-frequency motion requires large base acceleration amplitude to lead to the collapse of the colonnade in a shear-slip mode between the drums. However, low-frequency harmonic excitations are more prominent to cause structural collapse of the two-storey colonnade than the high-frequency ones with predominant rocking failure mode. Finally, the 2D analysis found to be unconservative since underestimates the displacement demands of the colonnade system when compared with the 3D analysis.

• 지구물리와물리탐사
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• 제7권1호
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• pp.14-18
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• 2004

High levels of ambient noise and safety factors often limit the use of 'active-source' seismic methods for geotechnical investigations in urban environments. As an alternative, shear-wave velocity-depth profiles can be obtained by treating the background microtremor wave field as a stochastic process, rather than adopting the traditional approach of calculating velocity based on ray path geometry from a known source. A recent field test in Melbourne demonstrates the ability of the microtremor method, using only Rayleigh waves, to resolve a velocity inversion resulting from the presence of a hard, 12 m thick basalt flow overlying 25 m of softer alluvial sediments and weathered mudstone. Normally the presence of the weaker underlying sediments would lead to an ambiguous or incorrect interpretation with conventional seismic refraction methods. However, this layer of sediments is resolved by the microtremor method, and its inclusion is required in one-dimensional layered-earth modelling in order to reproduce the Rayleigh-wave coherency spectra computed from observed seismic noise records. Nearby borehole data provided both a guide for interpretation and a confirmation of the usefulness of the passive Rayleigh-wave microtremor method. Sensitivity analyses of resolvable modelling parameters demonstrate that estimates of shear velocities and layer thicknesses are accurate to within approximately $10\%\;to\;20\%$ using the spatial autocorrelation (SPAC) technique. Improved accuracy can be obtained by constraining shear velocities and/or layer thicknesses using independent site knowledge. Although there exists potential for ambiguity due to velocity-thickness equivalence, the microtremor method has significant potential as a site investigation tool in situations where the use of traditional seismic methods is limited.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.8-14
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• 2017

전기 장비와 같은 비구조적 요소는 다양한 제반 시설에서 적절한 기능을 수행하는 중요한 역할을 한다. 특정 시설에서 이러한 비구조적 요소 중 일부는 강한 지진 발생이 발생한다고 하더라고 계속적으로 작동해야 한다. 그러나 다양한 이유 중 지진 진동의 불확실성과 전기 장비와 같은 비구조적 요소의 다양성 때문에 지진 진동의 영향으로 인한 각 기계적 손상과 작동 상의 손상을 정의하는 것과 시스템 손상 확률을 결정하는 것은 어려운 일이다. 따라서 비구조적 요소의 특성과 지진의 변화를 고려한 전기 장비의 성능 평가를 위한, 실용이고 효과적인 확률 모델을 개발할 필요가 있다. 이 연구는 비구조적 요소의 동적 거동과 비구조적 요소를 구조물에 구속 시키는 구속 장치의 선형 거동 및 비선형 거동에 대한 이해를 향상 시킬 것이다. 또한, 이 연구는 폭넓고 새로운 지진 강도를 위한 구속된 비구조적 요소의 확률론적 내진 응답 모델을 생성할 것이다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권3호
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• pp.19-28
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• 2018

Key factors that ensure competitiveness of modular unit include consistent high quality and connection condition that ensures high structural performance while minimizing the overall scale of the on-site process. However, it is difficult to evaluate the structural performance of the connection of modular unit, and its structural analysis and design method can be different depending on the connection to its development, which affects the seismic performance of its final design. In particular, securing the seismic performance is the key to designing modular systems of mid-to-high-rise structure. In this paper, therefore, the seismic performance of the modular system with bracket-typed fully restrained moment connections according to stiffness and the shapes of various connection members was evaluated through experimental and analytical methods. To verify the seismic performance, a cyclic loading test of the connection joint of the proposed modular system was conducted. As a result of this study, theoretical values and experimental results were compared with the initial stiffness, hysteresis behavior and maximum bending moment of the modular system. Also, the connection joint was modeled, using the commercial program ANSYS, which was then followed by finite element analysis of the system. According to the results of the experiment, the maximum resisting force of the proposed connection exceeded the theoretical parameters, which indicated that a rigid joint structural performance could be secured. These results almost satisfied the criteria for connection bending strength of special moment frame listed on KBC2016.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.535-545
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• 2022

내진설계에서 지반의 안정성을 향상시키기 위해서는 지진하중을 받는 지반의 동적거동을 이해하는 것이 필수적이다. 따라서 지반의 동적거동을 이해하는데 진동대 시험은 중요한 실험 중 하나이다. 이러한 진동대 시험에서 가장 중요한 인자 중 하나인 경계조건에 대한 영향성을 확인하고자 하였다. 본 연구의 목적은 지진하중에 의한 모형사면의 위치별 경계조건의 영향성을 확인하고자 한다. 연성토조(laminar shear box, LSB)안에 모형사면을 제작하여 위치에 따라 경계조건의 영향을 확인하였다. 토조 벽면으로부터 100, 50, 25 cm 지점에 각각의 모형사면을 조성하여 동일한 크기의 정현파 지진하중을 입력하였다. 그 결과, 모형사면에 대한 진동대 실험 시 25 cm 지점에 위치한 경우는 경계조건의 영향을 크게 받아 가속도가 증폭하는 모습을 확인할 수 있었으며 50~100 cm 지점에 위치한 경우 경계조건의 영향이 감소하여 적합한 위치로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.19-32
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• 2024

동적 토압 해석은 지하 구조물의 내진 설계에서 핵심적인 파라미터이다. 그러나 기존 토압식들은 지반과 구조물의 상호작용, 상대적 유연성 비율(F) 및 구조물의 래킹 비율(R), 종횡비(L/H) 등 중요한 변수들을 종합적으로 고려하지 않은 것들이 대다수이다. 본 연구의 목적은 이러한 매개변수들이 동적 토압에 미치는 영향을 확인하여 기존의 옹벽 토압식의 신뢰도를 평가하는 것이며, 이를 위해 베이스먼트에 대해 동적 수치해석을 통한 매개변수 연구를 수행하였다. 그 결과, 종횡비가 높고 유연성이 낮은 구조물이 종횡비가 낮고 유연성이 높은 구조물보다 지진 토압에 더 취약하다는 사실을 확인하였다. 따라서 베이스먼트의 지진 토압 또는 동적 토압 추정에 있어 종횡비 및 유연비를 고려하는 것이 필요하고, 기존 옹벽의 토압식 적용 시 주의가 필요하다고 판단된다.