CHOI IN-KlL;KIM MIN KYU;CHOUN YOUNG-SUN;SEO JEONG-MOON
Nuclear Engineering and Technology
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제37권2호
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pp.191-200
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2005
Shaking table tests of the seismic behavior of a steel frame structure model were performed. The purpose of these tests was to estimate the effects of a near-fault ground motion and a scenario earthquake based on a probabilistic seismic hazard analysis for nuclear power plant structures. Three representative kinds of earthquake ground motions were used for the input motions: the design earthquake ground motion for the Korean nuclear power plants, the scenario earthquakes for Korean nuclear power plant sites, and the near-fault earthquake record from the Chi-Chi earthquake. The probability-based scenario earthquakes were developed for the Korean nuclear power plant sites using the PSHA data. A 4-story steel frame structure was fabricated to perform the tests. Test results showed that the high frequency ground motions of the scenario earthquake did not damage the structure at the nuclear power plant site; however, the ground motions had a serious effect on the equipment installed on the high floors of the building. This shows that the design earthquake is not conservative enough to demonstrate the actual danger to safety related nuclear power plant equipment.
This paper investigates inelastic seismic demands of the normal component of near-fault pulse-like ground motions, which differ considerably from those of far-fault ground motions and also parallel component of near-fault ones. The results are utilized to improve the nonlinear static procedure (NSP) called Displacement Coefficient Method (DCM). 96 near-fault and 20 far-fault ground motions and the responses of various single degree of freedom (SDOF) systems constitute the dataset. Nonlinear Dynamic Analysis (NDA) is utilized as the benchmark for comparison with nonlinear static analysis results. Considerable influences of different faulting mechanisms are observed on inelastic seismic demands. The demands are functions of the strength ratio and also the pulse period to structural period ratio. Simple mathematical expressions are developed to consider the effects of near-fault motion and fault type on nonlinear responses. Modifications are presented for the DCM by introducing a near-fault modification factor, $C_N$. In locations, where the fault type is known, the modifications proposed in this paper help to obtain a more precise estimate of seismic demands in structures.
The catastrophic earthquake-induced failure of slopes concentrically distributed at near-fault area, which indicated the special features of near-fault ground motions, i.e. horizontal pulse-like motion and large vertical component, should have great effect on these geo-disasters. We performed shaking table tests to investigate the effect of both horizontal pulse-like motion and vertical component on dynamic response of slope. Both unidirectional (i.e., horizontal or vertical motions) and bidirectional (i.e., horizontal and vertical components) motions are applied to soft rock slope model, and acceleration at different locations is reordered. The results show that the horizontal acceleration amplification factor (AAF) increases with height. Moreover, the horizontal AAF under unidirectional horizontal pulse-like excitations is larger than that subject to ordinary motion. The vertical AAF does not show an elevation amplification effect. The seismic response of slope under different bidirectional excitations is also different: (1) The horizontal AAF is roughly constant under horizontal pulse-like excitations with and without vertical waves, but (2) the horizontal AAF under ordinary bidirectional ground motions is larger than that under unidirectional ordinary motion. Above phenomena indicate that vertical component has limited effect on seismic response when the horizontal component is pulse-like ground motion, but it can greatly enhance seismic response of slope under ordinary horizontal motion. Moreover, the vertical AAF is enhanced by horizontal motion in both horizontal pulse-like and ordinary motion. Thence, we should pay enough attention to vertical ground motion, especially its horizontal component is ordinary ground motion.
Eskandari, Reyhaneh;Vafaei, Davoud;Vafaei, Javid;Shemshadian, Mohammad Ebrahim
Earthquakes and Structures
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제12권2호
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pp.191-200
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2017
In this paper, the seismic performance of reinforced concrete braced frames (RC-BF) under far- and near-fault motions was investigated. Four-, eight-, 12- and 16-story RC-BFs were designed on the basis of a code-design method for a high risk seismic zone. Nonlinear static and dynamic analyses of the frames have been performed using OpenSees software. To consider diverse characteristics of near-fault motions, records with forward-directivity and fling-step effects were employed. From the results obtained in the analytical study it is concluded that the used design method was reasonable and the mean maximum drift of the frames under all ground motion sets were in acceptable range. For intermediate- and high-rise buildings the near-fault motions imposed higher demands than far-faults.
Amplification factor spectrum, using the observed strong ground motions database in the Korean Peninsula, has been obtained and compared with Standard Response Spectrum, which was suggested by United States Nuclear Regulatory Committee. The observed und motions from the Yongwol and the Kyoungju, and the other recent Earthquakes, respectively, which ate supposed to represent domestic seismotectonic characteristics such as seismic source, attenuation of the propagation medium, and site specific effect, are used for the analysis of amplification factor spectrum. The database are slightly different from the those of the second study. Amplification factors hue been calculated by comparing the observed peak ground motions with results from responses to the observed horizontal na vertical ground motions. The comparison have shown that the amplification factors resultant from this study exceeds these of Standard Response Spectrum, The results suggest that the characteristics of seismic strong ground motion, which are supposed to represent the domestic seismotectonic characteristics, differs from those of Standard Response Spectrum, especially at higher frequencies. The results from the 2nd study are similar to those of 1st analysis.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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pp.497-504
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2002
The characteristics of harmonic phase angles and phase angle differences contained in earthquake ground motions such as El Centre 1940 NS, Taft1 1952 NS, Hachinohe 1968 NS and Mexico 1985 are figured, which have been mostly overlooked in contrast with the importance placed on harmonic amplitudes. Recently, performance based design method is used for seismic design and seismic retrofitting, which needs nonlinear response analysis, there must be earthquake ground accelerations which contain the phase angle and the phase angle difference characteristics of the zone considered to be constructed building structures. To make clear the importance of phase angle differences, 4-earthquake ground motions are normalized by 200 gal and nonlinear response characteristics of normalized 4-earthquake ground motions are compared.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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한국지진공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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pp.57-60
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1999
Amplification factor spectrum using the observed strong ground motions database in the Korean Peninsula has been obtained and compared with Standard Rpectrum which wa suggested by United States Nuclear Regulatory Committee. The observed ground motions from the Yongwol and the Kyoungju Earthquakes respectively which are supposed to represent domestic seismotectonic characteristics such as seismic source attenuation of the propagation meium and site specific effect are used for the analysis of amplification factor spectrum,. The database are slightly different from the those of the second study. Amplification factors have been calculated by comparing the observed peak ground motions with results from responses to the observed horizontal na vertical ground motions. The comparison have shown that the amplification factors resultant from this study exceeds those of Standard Response Spectrum The results suggest that the characteristics of seismic strong ground motion which are supposed to represent the domestic seismotectonic characteristics differs from those of Standard Response Spectrum especially at higher frequencies. The results from the 2nd study are similar to those of 1st analysis.
Predictive equations of ground motions are one of the most important factors in the seismic hazard analysis. Unfortunately, studies on predictive equations of ground motions in Korea had been hampered due to the lack of seismic data. To overcome the lack of data, seismologists adopted the stochastic method based on the seismological model. Korean predictive equations developed by the stochastic method show large differences in their predictions. It was turned out through the analysis of the existing studies that the main sources of the differences are the uncertainties in the (Brune) stress drop and spectral decay rate . Therefore, it is necessary to focus the future research on the reduction of the uncertainties in the two parameters.
Buckling-restrained braces are passive control devices with high level of energy dissipation ability. However, they suffer from low post-yield stiffness which makes them vulnerable to severe ground motions, especially near-field earthquakes. Among the several methods proposed to improve resistance of BRB frames, mega-brace configuration can be a solution to increase frame lateral strength and stiffness and improve distribution of forces to prevent large displacement in braces. Due to the limited number of research regarding the performance of such systems, the current paper aims to assess seismic performance of BRB frames with mega-bracing arrangement under near-field earthquakes via a detailed probabilistic framework. For this purpose, a group of multi-story mega-BRB frames were modelled by OpenSEES software platform. In the first part of the paper, simplified procedures including nonlinear pushover and Incremental Dynamic Analysis were conducted for performance evaluation. Two groups of near-fault seismic ground motions (Non-pulse and Pulse-like records) were considered for analyses to take into account the effects of record-to-record uncertainties, as well as forward directivity on the results. In the second part, seismic reliability analyses are conducted in the context of performance based earthquake engineering. Two widely-known EDP-based and IM-based probabilistic frameworks are employed to estimate collapse potential of the structures. Results show that all the structures can successfully tolerate near-field earthquakes with a high level of confidence level. Therefore, mega-bracing configuration can be an effective alternative to conventional BRB bracing to withstand near-field earthquakes.
This paper presents the numerical simulation results for the dynamic responses of two types of submerged floating tunnels (SFT) under wave and/or seismic excitations. Time domain simulations are conducted by the commercial program OrcaFlex (OF) and in-house CHARM3D program (CP). The dynamic performances of a short/rigid/free-end SFT section with vertical and inclined mooring lines are evaluated. The SFT numerical models were validated against Oh et al.'s (2013) model test results under regular wave conditions. Then the numerical models were further applied to the cases of irregular waves or seismic motions. The main results presented are SFT surge/heave motions and mooring tensions. The general trends and magnitudes obtained by the two different software packages reasonably agree to each other along with experimental results. When seabed seismic motions are applied to the SFT system, the dynamic responses of SFTs are small but dynamic mooring tension can significantly be amplified. In particular, horizontal earthquakes greatly increase the dynamic tension of the inclined mooring system, while vertical earthquakes cause similar effect on vertical mooring system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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