• 제목/요약/키워드: seismic spectral analysis

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μ-GA를 이용한 원전 캐비닛구조물의 최적감쇠보강 (The optimum damping retrofit for cabinet structures of NPP by μ-GA)

  • 이계희;하동호
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권1호통권41호
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    • pp.1-7
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    • 2005
  • 본 논문에서는 원전내부의 내진범주 1급 계전기를 포함하고 있는 캐비닛 구조물의 최적내진보강에 대한 연구를 수행하였다. 지진시 계전기는 구조적인 파괴보다는 떨림에 의한 기능적 파괴가 발생한다. 이를 방지하기 위해서는 캐비닛구조물의 응답을 적정 수준이하로 감소시켜야 하므로 다양한 감쇠보강의 설치패턴에 따라 최적의 감쇠계수를 ${\mu}$-GA(micro-Genetic Algorithm)기법을 이용하여 산정하였다. 대상캐비닛 구조물은 해석의 정확도와 계산의 효율성을 만족시키기 위해 이용한 프레임구조로 모델링되었다. 구조물의 응답은 감쇠기의 비선형거동을 고려한 비선형 시간이력해석에 의해 얻어진 가속도응답스펙트럼으로 나타내었다. 목적함수는 구조물의 해석에서 얻어진 응답스펙트럼의 최대값과 목표 포괄기기내진력 스펙트럼 (GERS; General Equipment Ruggedness Spectra)의 최대응답비를 기초로 작성되었다. 해석결과 적절한 보강패턴을 선정한 경우 좋은 적합도의 향상을 보였으며 특히 감쇠지수의 값이 작은 경우 적합도의 개선효과가 뛰어났다.

울진앞바다 지진( '04. 5. 29, M=5.2)의 추계학적 지진동 평가 (Stochastic ground-motion evaluation of the offshore Uljin Earthquake)

  • 연관희;박동희;최원학;장천중
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.18-25
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    • 2005
  • Stochastic ground-motion method is adopted to simulate horizontal PGA values for the offshore Uljin earthquake recorded at nationwide seismic stations. For this purpose, the Fourier spectra are calculated at every stations based on comprehensive results of wave propagation and site effect which were previously revealed through inversion process applied to large accumulated spectral D/B. In addition, the apparent source spectrum of the offshore Uljin earthquake is estimated by removing the path and site response from the observed spectra. The distance dependent time-duration model is revised by iteratively fitting the PGA values generated by using the raw spectra data to the observed PGA data. The stochastic ground-motion method predicts the observed PGA values within a error of ${\sigma}_{log10}=0.1$. Transfer functions of a site relative to another site are estimated based on the error residual of the inversion results and used to convert PGA values at multiple stations to expected PGA values at a reference station of TJN. The converted PGA values can be used as basic data to evaluate the ground-motion attenuation relations developed for seismic hazard analysis that concerns the large damaging earthquakes.

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Winkler Model을 적용한 얕은 기초 다자유도 구조물의 지진응답 (Seismic Response of MDOF Structure with Shallow Foundation Using Winkler Model)

  • 김동관;김호수;민지희;박진영
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.165-170
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    • 2024
  • This study investigated the impact of soil-structure interaction on multi-degree-of-freedom structures using the shallow-foundation Winkler model, known as the BNWF model. The model's period was determined through eigenvalue analysis and compared to results obtained from FEMA's formula. Results indicated that considering the soil, the structure's period increased by up to 8.7% compared to the fixed-base model, aligning with FEMA's calculations. Furthermore, with adequate ground acceleration, roof displacement increased by 3.4% to 3.8%, while base shear decreased by 4% to 10%. However, roof displacement and base shear increased in some earthquake scenarios due to spectral shape effects in regions with extended structural periods. Foundation damping effects, determined through the foundation's moment-rotation history, grew with higher ground acceleration. This suggests that accounting for period elongation and foundation damping can enhance the seismic design of multi-degree-of-freedom structures.

점탄성감쇠기를 설치한 구조물의 비용효율성 평가 (Cost-Effectiveness Evaluation of the Structure with Viscoelastic Dampers)

  • 고현무;함대기;조상열
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.387-393
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    • 2001
  • Installing vibration control devices in the structure rises as a solution instead of increasing structural strength considering construction cost. Especially, viscoelastic dampers show excellent vibration control performance at low cost and are easy to install in existing structures compared with other control devices. Therefore, cost-effectiveness of structure with viscoelastic dampers needs to be evaluated. Previous cost-effectiveness evaluation method for the seismically isolated structure(Koh et al., 1999;2000)is applied on the building structure with viscoelastic dampers, which combines optimal design and cost-effectiveness evaluation for seismically isolated structures based on minimum life-cycle cost concept. Input ground motion is modeled in the form of spectral density function to take into account acceleration and site coefficients. Damping of the viscoelastic damper is considered by modal strain energy method. Stiffness of shear building and shear area of viscoelastic damper are adopted as design variables for optimization. For the estimation of failure probability, transfer function of the structure with viscoelastic damper for spectral analysis is derived from the equation of motion. Results reveal that cost-effectiveness of the structure with viscoelastic dampers is relatively high in how seismic region and stiff soil condition.

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국내관측소의 부지 증폭특성 연구 (Analysis of H/V Ratio using Recent Earthquake)

  • 유성화;오태석;김준경
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.175-180
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    • 2006
  • 관측된 지진 자료의 지역적인 부지효과는 부지부근지하매질의 기하학적 형태와 물성치, 지형 등에 영향을 받고 강진운동의 중요한 특성치들을 평가할 때 큰 영향을 줄 수 있어 지진공학적인 연구에 반드시 고려되어야 할 요소이다. 본 연구에서는 Nakamura(1989)가 제시한 H/V Ratio 방법을 이용해 부지효과에 관한 연구를 수행하였다. 분석결과 부지효과는 시추공관측소에서는 아주 양호한 결과를 보여주었고 또한 상대적으로 고주파수대역에서 높은 값을 보여주었다.

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동해 울릉분지 북서지역 가스하이드레이트 부존 지시자의 탄성파 속성 분석 (Seismic Attribute Analysis of the Indicators for the Occurrence of Gas Hydrate in the Northwestern Area of the Ulleung Basin, East Sea)

  • 김경진;이보연;강년건;유동근;신국선;조영호
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제17권4호
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    • pp.216-230
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    • 2014
  • 동해 울릉분지 북서 해역에서 취득한 3차원 탄성파 탐사자료의 해석에 의하면 연구해역 내 천부퇴적층은 광역반 사면에 의해 분리되는 5개의 탄성파 단위로 구분되며, 다수의 단층을 수반하는 배사구조가 발달한다. 가스하이드레이트 안정영역 내에는 높은 RMS 진폭을 보이는 해저모방반사면과 낮은 RMS 진폭을 보이는 음향공백대가 특징적으로 분포한다. 탄성파 속성 분석에 의하면 가스하이드레이트와 자유가스가 동시에 부존한 경우 그 경계를 따라 순간진폭이 높게 나타나며 하부에서 순간주파수가 급격히 감소한다. 반면 가스하이드레이트만 존재하는 경우에는 하부에서 순간진폭이 낮고 순간주파수가 감소하지 않는다. 해저모방반사면의 주파수 성분 분해 결과 특정 고주파수 영역에서 나타나는 강한 진폭은 하부 자유가스에 의한 튜닝효과를 지시한다. 가스하이드레이트, 자유가스 및 퇴적층의 경사를 고려한 네 가지 가스하이드레이트 부존모델을 제시하고 그 특징을 기술하였다.

응답스펙트럼해석을 위한 모우드 응답조합방법 비교연구 (Comparative Study of Modal Combination Methods in Response Spectrum Analysis)

  • 현창헌;최강룡;김문수
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1992년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.19-25
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    • 1992
  • The modal combination methods are studied for estimating the maximum structural responses in the seismic analysis by the response spectrum method. The most important problem in the modal combination is how to account for the correlation between the modal responses and to combine the high frequency modes (of which frequencies are greater than that at which the spectral acceleration approximately returns to the ZPA(zero period acceleration)). In this study, therefore, the widely known methods are investigated and compared among the numerous ones proposed up to now including those recommended in Regulatory Guide 1.92. The applicability of each method is investigated through example analyses also.

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유전자알고리즘을 이용한 캐비닛 구조의 최적감쇠보강 (The optimum damper retrofit of cabinet structures by genetic)

  • 이계희;최익창;하동호
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.379-386
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    • 2004
  • The optimal seismic retrofitting of NPP(Nuclear Power Plant) cabinet structures that contained class 1 relays were studies in this paper. During earthquake event, the failure modes of relays are not appeared in form of structural failure, but are appeared in form of contact chatter of relay. Therefore, the retrofitting of cabinet has to be aimed to the reducing of the structural response, such as acceleration. In this study, the optimal characteristic values of dampers were searched by μ-GA (micro-Genetic Algorithm) scheme for several installation patterns. To keep accuracy and efficiency of analysis, the structural models of cabinet were considered as a frame structure. The responses of structure were obtained in form of acceleration response spectra derived from the results of nonlinear time history analysis including damping nonlinearity. The fitness function of the optimum procedure was constructed based on the ratio of maximum spectral value and target GERS (General Equipment Ruggedness Spectra). The results show the good improvements of fitness fur adequate retrofitting pattern. Especially, the improvements of fitness were remarkable when the damping exponents are proper.

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1999년 경주 인근에서 3차례 발생한 지진들의 지진원 특성 분석 (Analysis on the source characteristics of three earthquakes nearby the Gyeongju area of the South Korea in 1999)

  • 최호선;심택모
    • 지질공학
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    • 제19권4호
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    • pp.509-515
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    • 2009
  • 1999년 경상북도 경주 인근에서 지역규모($M_L$) 3.0 이상의 지진이 3차례(4월 24일, 6월 2일, 9월 12일)에 걸쳐 발생하였다. 진앙의 위치를 재결정한 결과 이 지진들의 진앙 사이 거리는 반경 1 km 내에 포함된다. 파형역산을 수행하여 6월 2일 지진의 발진기구를 분석하였으며, 나머지 지진들은 P파와 S파의 초동극성 및 진폭비를 이용하여 발진기구를 분석하였다. 6월 2일 및 9월 12일 지진은 단층면해가 서로 비슷하고, 4월 24일 지진은 상기 지진들의 단층면해를 포함하나 그 분포 범위가 상대적으로 넓다. 이 지진들의 발진기구는 공통적으로 약간의 정단층 성분을 포함한 주향이동단층의 특성을 보이며, P축의 방향은 동북동-서남서 방향으로 한반도 주응력 방향에 대한 이전 연구결과와 부합한다. 진앙 사이의 거리, 지진파형의 유사성, 지진들을 공통으로 기록한 지진관측소 지진자료 극성의 동일성, 발진기구의 유사성 등을 고려했을 때, 이 지진들은 동일한 단층에서 발생했을 것으로 1999년 경상북도 경주 인근에서 지역규모($M_L$) 3.0 이상의 지진이 3차례(4월 24일, 6월 2일, 9월 12일)에 걸쳐 발생하였다. 진앙의 위치를 재결정한 결과 이 지진들의 진앙 사이 거리는 반경 1 km 내에 포함된다. 파형역산을 수행하여 6월 2일 지진의 발진기구를 분석하였으며, 나머지 지진들은 P파와 S파의 초동극성 및 진폭비를 이용하여 발진기구를 분석하였다. 6월 2일 및 9월 12일 지진은 단층면해가 서로 비슷하고, 4월 24일 지진은 상기 지진들의 단층면해를 포함하나 그 분포 범위가 상대적으로 넓다. 이 지진들의 발진기구는 공통적으로 약간의 정단층 성분을 포함한 주향이동단층의 특성을 보이며, P축의 방향은 동북동-서남서 방향으로 한반도 주응력 방향에 대한 이전 연구결과와 부합한다. 진앙 사이의 거리, 지진파형의 유사성, 지진들을 공통으로 기록한 지진관측소 지진자료 극성의 동일성, 발진기구의 유사성 등을 고려했을 때, 이 지진들은 동일한 단층에서 발생했을 것으로 추정된다. 파형역산을 수행한 결과 6월 2일 지진의 지진모멘트는 $3.9\;{\times}\;10^{14}N{\cdot}m$로 계산되었으며, 이 값은 모멘트규모 3.7에 해당한다. 스펙트럼 분석을 통해 계산된 모멘트규모는 3.8로, 파형역산에 의한 모멘트규모와 비슷하다. 평균 응력강하는 7.5 MPa로 추정되었다. 3개 지진들을 공통으로 기록한 단일 지진관측소의 스펙트럼을 서로 비교한 결과 4월 24일 및 9월 12일 지진의 모멘트규모는 각각 3.2, 3.4로 추정되었다.

비탄성 정적해석을 이용한 격자강판 전단벽 보강 RC구조물의 내진성능평가 (Seismic Performance Evaluation of RC Structure Strengthened by Steel Grid Shear Wall using Nonlinear Static Analysis)

  • 박정우;이재욱;박진영;이영학;김희철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권6호
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    • pp.455-462
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    • 2013
  • 최근에 지어진 건축물의 경우 지진에 대한 안전성을 확보하고 있지만, 내진설계 도입 이전의 건축물은 지진에 대해 매우 취약하다. 본 연구에서는 내진성능이 부족한 기존 저층 RC구조물의 지진 발생 시 안전성 확보를 위한 내진보강 방안으로 격자강판 전단벽을 제안하고 내진성능평가를 수행하였다. 횡력저항요소로 사용된 격자강판 전단벽의 탄소성 이력특성값은 실험결과를 토대로 횡력저항 기여도등을 평가하여 작성된 이선형곡선을 적용하였다. 비탄성 정적해석을 통해 대상구조물의 성능점을 찾아내어 적용 지진하중에 대한 응답과 성능수준을 평가하였다. 격자강판 전단벽을 적용한 경우, 보강 전에 비하여 응답변위가 약 42% 저감되는 것을 확인할 수 있었으며, 성능점에서 거의 탄성거동을 보여주고 있어 목표성능인 인명안전수준을 만족시켰다. 또한 반응수정계수를 산정하여 내진보강 효과를 검증하였으며, 보강 전과 후에 각각 2.17에서 3.25로 증가하여 설계기준을 초과하였다. 따라서 격자강판 전단벽에 의해 대상 구조물의 강도 및 강성보강이 적절히 수행된 것으로 판단된다.