• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권4호
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• pp.791-818
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• 2015

RC buildings constitute the prevailing type of construction in earthquake-prone region like Kathmandu Valley. Most of these building constructions were based on conventional methods. In this context, the present paper studied the seismic behaviour of existing RC buildings in Kathmandu Valley. For this, four representative building structures with different design and construction, namely a building: (a) representing the non-engineered construction (RC1 and RC2) and (b) engineered construction (RC3 and RC4) has been selected for analysis. The dynamic properties of the case study building models are analyzed and the corresponding interaction with seismic action is studied by means of non-linear analyses. The structural response measures such as capacity curve, inter-storey drift and the effect of geometric non-linearities are evaluated for the two orthogonal directions. The effect of plan and vertical irregularity on the performance of the structures was studied by comparing the results of two engineered buildings. This was achieved through non-linear dynamic analysis with a synthetic earthquake subjected to X, Y and $45^{\circ}$ loading directions. The nature of the capacity curve represents the strong impact of the P-delta effect, leading to a reduction of the global lateral stiffness and reducing the strength of the structure. The non-engineered structures experience inter-storey drift demands higher than the engineered building models. Moreover, these buildings have very low lateral resistant, lesser the stiffness and limited ductility. Finally, a seismic safety assessment is performed based on the proposed drift limits. Result indicates that most of the existing buildings in Nepal exhibit inadequate seismic performance.

• Earthquakes and Structures
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• 제15권4호
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• pp.419-429
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• 2018

The seismic vulnerability analysis of multi-span bridges can be based on the response of the piers, provided that deck, bearings and foundations remain elastic. The lateral response of an RC bridge pier can be affected by different mechanisms (i.e., flexure, shear, lap-splice or buckling of the longitudinal reinforcement bars, second order effects). In the literature, simplified formulations are available for mechanisms different from the flexure. On the other hand, the flexural response is usually calculated with a numerically-based Moment-Curvature diagram of the base section and equivalent plastic hinge length. The goal of this paper is to propose a simplified analytical solution to obtain the Moment-Curvature relationship for hollow circular RC sections. This based on calibrated polynomials, fitted against a database comprising 720 numerical Moment-Curvature analyses. The section capacity curve is defined through the position of 6 characteristic points and they are based on four input parameters: void ratio of the hollow section, axial force ratio, longitudinal reinforcement ratio, transversal reinforcement ratio. A case study RC bridge pier is assessed with the proposed solution and the results are compared to a refined numerical FEM analysis, showing good match.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.155-162
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• 2006

본 연구에서는 납면진받침(LRB)이 설치된 중경간 엑스트라도즈드교에서 교각의 파손, 상부구조의 이동변위, 그리고 케이블의 항복에 대한 지진위험도를 평가하였다. 지진위험도는 다수의 지진자료를 이용하여 지진에 대한 구조적 취약성을 평가한 지진취약도와 지진재해지도를 이용하여 해당지역에서의 지진재해도를 산정하여, 이들을 조합함으로써 평가할 수 있었다. 지진시 교각에서 소성힌지의 발생을 고려하기 위해 SAP2000을 사용하여 비선형 지진해석을 수행하였다. 지진자료는 암반노두에서 설계응답스펙트럼을 만족하는 인공지진을 작성한 후, SHAKE91을 사용하여 해당지역의 지반증폭효과를 고려하여 지진 가속도 시간이력을 구하여 사용하였다. 교각의 비선형 응답은 연성도를 사용하여 나타내었고, 2선형 직선의 모멘트-곡률 곡선으로 작성하였다. 본 연구에서는 대수정규분포함수로 지진취약도를 표현하였으며, 한반도를 대상으로 작성된 지진재해지도를 이용하여 지진재해도를 산정하였다. 해석결과 엑스트라도즈드교에서는 케이블과 거더보다는 교각하단에서 면진장치가 더 효과적인 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.51-58
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• 2008

해석적 방법에 의한 지진 취약성 분석 (fragility analysis)은 입력 거동과 응답 특성의 불확실성을 고려하기 위해 임의화된 확률 변수들 (randomized response variables)로 인하여 해석 과정에 상당한 노력과 시간이 요구된다. 본 연구에서는 구조물의 기본적인 특성인 강성, 강도 및 연성 능력에 따라 지진 취약도 곡선을 바로 도출할 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 광범위한 구조물을 대표할 수 있는 일반화된 단자유도계의 동적 해석 결과로부터 로그 정규 취약성 곡선의 도출에 필요한 파라미터를 응답 데이터베이스에 저장한다. 이를 이용함으로써 구조물의 기본적인 특성 (강성, 강도, 연성 능력)만으로 동적해석 과정을 수행하지 않고도 한계상태 취약성 곡선을 도출할 수 있다. 본 논문의 적용 사례를 통해서 제안된 방법이 지진 취약성 곡선을 얻는데 매우 효율적임을 확인 할 수 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권2호
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• pp.95-102
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• 2018

Seismic fragility curves of concrete cylindrical tanks are determined using the finite element method. Vulnerabilities including sloshing of contents, tensile cracking and compression failure of the tank wall due to bending are accounted for. Effects of wall flexibility, fixity at the base, and height-diameter ratio on the response are investigated. Tall, medium and squat tanks are considered. The dynamic analysis is implemented using the horizontal components of consistent earthquakes. The study shows that generally taller tanks are more vulnerable to all of the failure modes considered. Among the modes of failure, the bending capacity of wall was shown to be the critical design parameter.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권1호
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• pp.85-92
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• 2023

This article examines the seismic vulnerability of soil nail wall structures. Detailed information regarding finite element modeling has been provided. The fragility function evaluates the relationship between ground motion intensities and the probability of surpassing a specific level of damage. The use of incremental dynamic analysis (IDA) has been applied to the soil nail wall against low to severe ground motions. In the nonlinear dynamic analysis of the soil nail wall, a set of twenty seismic ground motions with varying PGA ranges are used. The numerical results demonstrate that the soil-nailed wall reaction is extremely sensitive to earthquake ground vibrations under different intensity measures (IM). In addition, the analytical fragility curve is provided for various intensity values.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제10권1호
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• pp.87-105
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• 2023

Seismic regulations have been updated from time to time to accommodate an increase in seismic hazards. Comparison of seismic fragility of the existing bridges in Indonesia from different historical periods since the era before 1990 will be the basis for seismic assessment of the bridge stock in Indonesia, most of which are located in earthquake-prone areas, especially those built many years ago with outdated regulations. In this study, seismic fragility curves were developed using incremental non-linear time history analysis and more holistically according to the actual strength of concrete and steel material in Indonesia to determine the uncertainty factor of structural capacity, βc. From the research that has been carried out, based on the current seismic load in SNI 2833:2016/Seismic Map 2017 (7% probability of exceedance in 75 years), the performance level of the bridge in the era before SNI 2833:2016 was Operational-Life Safety whereas the performance level of the bridge designed with SNI 2833:2016 was Elastic - Operational. The potential for more severe damage occurs in greater earthquake intensity. Collapse condition occurs at As = F_PGA x PGA value of bridge Era I = 0.93 g; Era II = 1.03 g; Era III = 1.22 g; Era IV = 1.54 g. Furthermore, the fragility analysis was also developed with geometric variations in the same bridge class to see the effect of these variations on the fragility, which is the basis for making bridge risk maps in Indonesia.

• 한국지진공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.149-160
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• 2018

This study experimentally and analytically examines the seismic vulnerability of steel rack storage frames subjected to Korea earthquakes (2016 Gyeongju earthquake and 2017 Pohang earthquake). To achieve this aim, this study selects a three-story, one-bay steel rack frame with a typical configuration of rack frame in Korea. Firstly, the local behavior for frame components is examined by performing monotonic and/or cyclic load tests and the global response and dynamic characteristics of the subject rack frame are investigated by conducting a shaking table test. The analytical model of the rack frame is then created based on the experimental results and is used to perform nonlinear time history analyses with recorded Korea earthquakes. The seismic demand of the rack frame is considerably affected by the spectral acceleration response, instead of peak ground accelerations (peak floor accelerations). Moreover, the collapse fragility curve of the rack frame is developed using incremental dynamic analyses for the Gyeongju and Pohang earthquakes. Fragility results indicate that the ground motion characteristics of these earthquakes do not significantly affect the frame vulnerability at the collapse state.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.231-241
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• 2021

교량의 노후화는 다양한 원인에 기인하겠지만 겨울철에 제설용으로 살포하는 염화칼슘이 교량부재에 침투하여 부식을 유발하는 것이 대표적인 교량 노후화 원인중 하나라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 교량의 부식에 의한 노후화 정도를 정량화하고 이를 교량의 해석모델에 적용하여 노후화 정도에 따른 지진취약도 해석을 수행하고 노후화 정도와 지진취약도 곡선의 관계를 평가하는 것이다. 노후화 정도를 고려한 지진취약도 해석에 각 손상상태별로 한계값을 적절히 정의하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 손상정도에 따른 변위 연성도 능력의 저하 특성에 관한 기존 연구결과를 활용하여 손상상태를 정의하였다. 세 가지 교량받침과 두 가지 교각 높이에 따른 예제 교량들의 지진취약도 해석으로부터 노후화 정도가 증가할수록 지진취약도가 증가하는 경향이 나타냄을 알 수 있다. 이러한 노후화 정도에 따른 지진취약도의 차이는 손상상태가 경미, 보통, 심각, 붕괴의 상태로 갈수록 증가하는 경향을 나타낸다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.47-53
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• 2008

본 논문은 캘리포니아지역에 위치한 고속도로망을 대상으로 하여, 도로망내에 있는 교량의 내진보강 우선순위를 결정하는 방법에 관한 연구이다. 내진보강 우선순위 결정은 지진공학 분야에서 매우 중요한 이슈 중의 하나이며, 정부나 도로 관리청의 의사결정권자는 예산 배정 과정에서 이와 같은 문제에 항상 직면하게 된다. 본 연구는 특정지역의 고속도로망을 대상으로 어떻게 내진보강 우선순위를 결정할 것인가에 관한 방법론을 보여주고 있다. 우선순위 결정을 위하여 구조물의 지진 취약도, 도로망상에 위치한 각각 연결로의 중요도에 대한 개념이 먼저 소개되었다. 도로망상 각각의 교차로를 잇는 연결로를 지진 보강의 대상 단위로 하여 도로망의 내진 성능에 대한 시뮬레이션을 수행하였으며, 추가 소요되는 교통 지체시간을 각각의 시뮬레이션 경우에 대하여 측정함으로써 내진보강에 의한 효과를 평가하였다. 또한, 지진 위험도의 확률적인 특성을 반영하기 위하여 확률론적 시나리오 지진을 도입하였다. 본 연구의 결과에서 알 수 있듯이 우선순위의 의미는 이해관계자의 주요 관심 사항에 따라 다르게 정의될 수 있고, 각각 다른 우선순위 결과를 보여주게 된다. 본 연구는 교통망의 효과적인 내진보강을 위한 우선순위 결정 과정에 도움이 될 수 있는 일반적인 지침을 제공할 것으로 기대된다.