• Steel and Composite Structures
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• 제42권1호
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• pp.107-121
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• 2022

Past studies have shown that the aspect ratio (width-to-height) of a steel plate shear wall (SPSW) can significantly affect its seismic response. SPSWs with lower aspect ratio (narrow SPSW) may experience low lateral stiffness and flexure dominated drift response. As the height of the frame increases, the narrow SPSWs prove to be uneconomical and demonstrate inferior seismic response than their wider counterparts. Moreover, the thicker web plates required for narrow SPSWs exerts high inward pull on the VBEs. The present study suggests the limiting values of the aspect ratio for an SPSW system by evaluating the seismic collapse performance of 3-, 6- and 9-story SPSW systems using FEMA P695 methodology. For this purpose, nonlinear models are developed. These models are validated with the past quasi-static experimental results. Non-linear static analyses and Incremental dynamic analyses are then carried. The results are then utilized to conservatively suggest the limiting values of aspect ratios for SPSW system. In addition to the conventional-SPSW (Conv-SPSW), the collapse performance of staggered-SPSW (S-SPSW) is also explored. Its performance is compared with the Conv-SPSW and the use of S-SPSW is suggested in the cases where SPSW with lower than recommended aspect ratio is desired.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제51권3호
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• pp.487-502
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• 2014

In buildings structures, the flexural stiffness reduction of beams and columns due to concrete cracking plays an important role in the nonlinear load-deformation response of reinforced concrete structures under service loads. Most Seismic Design Codes do not precise effective stiffness to be used in seismic analysis for structures of reinforced concrete elements, therefore uncracked section properties are usually considered in computing structural stiffness. But, uncracked stiffness will never be fully recovered during or after seismic response. In the present study, the effect of concrete cracking on the lateral response of structure has been taken into account. Totally 120 cases of 3 Dimensional Dynamic Analysis which considers the real and accidental torsional effects are performed using ETABS to determine the effective structural system across the height, which ensures the performance and the economic dimensions that achieve the saving in concrete and steel amounts thus achieve lower cost. The result findings exhibits that the dual system was the most efficient lateral load resisting system based on deflection criterion, as they yielded the least values of lateral displacements and inter-storey drifts. The shear wall system was the most economical lateral load resisting compared to moment resisting frame and dual system but they yielded the large values of lateral displacements in top storeys. Wall systems executes tremendous stiffness at the lower levels of the building, while moment frames typically restrain considerable deformations and provide significant energy dissipation under inelastic deformations at the upper levels. Cracking found to be more impact over moment resisting frames compared to the Shear wall systems. The behavior of various lateral load resisting systems with respect to time period, mode shapes, storey drift etc. are discussed in detail.

• Wind and Structures
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• 제38권1호
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• pp.15-42
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• 2024

A flexible-base coupled-two-beam (CTB) discrete model with equivalent tuned mass dampers is used to assess the effect of soil-structure interaction (SSI) and different types of lateral resisting systems on the design of passive dynamic absorbers (PDAs) under the action of along-wind and across-wind loads due to vortex shedding. A total of five different PDAs are considered in this study: (1) tuned mass damper (TMD), (2) circular tuned sloshing damper (C-TSD), (3) rectangular tuned sloshing damper (R-TSD), (4) two-way liquid damper (TWLD) and (5) pendulum tuned mass damper (PTMD). By modifying the non-dimensional lateral stiffness ratio, the CTB model can consider lateral deformations varying from those of a flexural cantilever beam to those of a shear cantilever beam. The Monte Carlo simulation method was used to generate along-wind and across-wind loads correlated along the height of a real shear wall-frame building, which has similar fundamental periods of vibration and different modes of lateral deformation in the xz and yz planes, respectively. Ambient vibration tests were conducted on the building to identify its real lateral behavior and thus choose the most suitable parameters for the CTB model. Both alongwind and across-wind responses of the 144-meter-tall building were computed considering four soil types (hard rock, dense soil, stiff soil and soft soil) and a single PDA on its top, that is, 96 time-history analyses were carried out to assess the effect of SSI and lateral resisting system on the PDAs design. Based on the parametric analyses, the response significantly increases as the soil flexibility increases for both type of lateral wind loads, particularly for flexural-type deformations. The results show a great effectiveness of PDAs in controlling across-wind peak displacements and both along-wind and across-wind RMS accelerations, on the contrary, PDAs were ineffective in controlling along-wind peak displacements on all soil types and different kind of lateral deformation. Generally speaking, the maximum possible value of the PDA mass efficiency index increases as the soil flexibility increases, on the contrary, it decreases as the non-dimensional lateral stiffness ratio of the building increases; therefore, there is a significant increase of the vibration control effectiveness of PDAs for lateral flexural-type deformations on soft soils.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.457-468
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• 2006

얇은 웨브강판을 사용한 전단지배 강판벽의 최대 에너지소산능력 및 연성능력을 연 구하기 위한 실험 연구를 실시하였다. 이를위해서 얇은 강판을 사용한 3층 골조 강판벽 실험을 수행하였다. 주요 실험 변수는 강판의 형상비와 기둥 단면의 전단강도이며, 골조 강판벽 시스템의 상대적 비교를 위해 중심가새골조 및 모멘트저항골조와의 비교실험을 실시하였다. 골조 강판벽 실험체는 중심가새골조와 모멘트저항골조 실험체에 비하여 매우 우수한 연성도와 에너지소산능력을 나타냈다. 따라서 전단지배형 골조강판벽은 큰 강도, 강성 및 변형능력을 동시에 달성할 수 있는 이상적인 내진구조시스템으로 사용할 수 있다. 전단지배 강판벽의 주기거동을 예측하기 위하여, 본 연구의 실험결과와 기존 실험결과를 토대로 강판벽의 에너지소산능력을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.19-32
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• 2003

주상복합건물의 구조시스템은 휨변형에 의해 횡력에 저항하는 전단벽 구조와 전단변형에 의해 저항하는 라멘구조의 복합구조로 이루어져 있으며, 이 두 구조의 원활한 힘의 전달을 위하여 전이층에 주로 춤이 큰 보를 사용한다. 주상복합건물은 이러한 큰 질량과 강성을 갖는 전이층으로 인하여 유한요소법에 의한 해석 시 동적 해석을 수행하여야 하며, 일반적인 해석 절차로는 해결하기 어려운 많은 문제점을 야기한다. 일반적으로 주상복한건물의 해석시 전이층 바닥판은 강막을 적용하거나 판요소로 직접 입력하나 적절한 평가없이 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 강막 적용에 따른 영향을 평가하여 올바른 해석 방법을 제시한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.871-874
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• 2008

KBC 2005를 처음 적용할 때 많은 구조엔지니어들이 무량판 구조에 대한 횡력저항시스템 선정과이에 따른 상세적용에 많은 어려움이 있었다. 현재 KBC 2005에 대한 개정작업이 진행중에 있다. 이러한 시점에서 최근 개정 중인 건축구조기준의 개정안을 토대로 향후 개정안에 적용가능한 구조시스템을 미리 살펴볼 필요가 있다. KBC 2008(안)의 경우 내진설계범주에 따른 시스템의 높이제한, 특수전단벽과 같은 특수상세, 전단벽-골조 상호작용시스템과 같은 새로운 시스템의 도입으로 구조설계자가 현행 기준보다 시스템에 대하여 휠씬 더 다양한 선택이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제20권7_spc호
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• pp.553-560
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• 2016

After an earthquake occurred in the Gyeongju, 2016, many low-story buildings have been questioned in terms of the seismic performance since mostly they have been exempted from the seismic design requirement since 1988. In this study, a 3-story moment resisting frame (MRF) building was analyzed and evaluated the seismic performance. Due to the insufficient seismic performance required for the seismic performance levels, three different seismic retrofit schemes were proposed and their seismic performances were re-evaluated. While steel brace and open shear wall retrofit systems mainly focused on the strength retrofit, the VES damper retrofit system is mainly to enhance the energy dissipation capacity of the system and resultes in the increased ductility. The original building and 3 retrofitted buildings were evaluated using the nonlinear static and nonlinear dynamic analyses and suggestions were proposed. Through the analysis of nonlinear time history and push-over using MIDAS/Gen program, damages of the building in terms of top story and average story drift and effect of reinforcement were analyzed.

• 국제초고층학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.53-60
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• 2020

"A practical architect might not unnaturally conceive the idea of erecting a vast edifice whose frame should be entirely of iron, and clothing the frame--preserving it--by means of a casing of stone…that shell must be regarded only as an envelope, having no function other than supporting itself..." --Viollet-le-Duc, 1868. Viollet-le-Duc's recipe for an encased iron frame foresaw the separation of structural and enclosing functions into discrete systems. This separation is an essential characteristic of skyscrapers today, but at the time of his writing cast iron's brittle nature meant that iron frames could not, on their own, resist lateral forces in tall structures. Instead, tall buildings had to be braced with masonry shear walls, which often also served as environmental enclosure. The commercial availability of steel after the 1880s allowed for self-braced metal frames while parallel advances in glass and terra cotta allowed exterior walls to achieve vanishingly thin proportions. Two Chicago buildings by D.H. Burnham & Co. were the first to match a frame "entirely of iron" with an "envelope" supporting only itself. The Reliance Building (1895) was the first of these, but the Fisher Building (1896) more fully exploited this new constructive typology, eschewing brick entirely, to become the first "building without walls," a break with millennia of tall construction reliant upon masonry

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-185
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• 2006

응답면기법, 유한요소법, 일차신뢰도법 그리고 반복 선형보간기법을 합리적으로 결합한 정교한 신뢰성해석 기법이 지진하중을 포함하는 단기 동적하중을 받는 복잡한 실제 비선형 동적구조계의 신뢰성 평가를 위하여 제안되었다. 기법은 하중 및 저항과 관련된 랜덤변수의 비선형성과 불확실성의 모든 중요 원천을 명시적으로 고려한다. 본 기법의 특징은 전통적 랜덤진동방법의 대안으로서 지진하중을 시간영역에서 적용하는 것이다. 실제 강프레임의 연결부에 대한 유연성을 표현하기 위하여 4-매개변수 리차드 모델을 사용하였다. 리차드 매개변수의 불확실성에 대한 고려도 알고리즘에 포함하였다. 다음으로 횡방향으로 유연한 강프레임을 철근콘크리트 전단벽으로 보강하였다. 균열 발생 후 전단벽에서의 강도저감 또한 고려되었다. 강절 연결부를 갖는 횡방향으로 유연한 강프레임, 각기 다른 강성의 부분강절 연결부를 갖는 강프레임, 그리고 콘크리트 전단벽으로 보강된 강프레임의 세 구조물을 고려함으로써 실제 구조물의 신뢰성평가를 위한 기법의 적용성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.441-451
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• 2002

최근에 급증하고 있는 주상복합 건물은, 건물의 특징상 상부는 전단벽 구조, 하부는 라멘구조로 구성되는 경우가 많으며, 그 구조적 취약성을 고려하여 많은 연구자들에 의해 효율적인 해석방법이 연구되어 왔다. 그러나 이러한 일련의 연구성과는 지나치게 이론에 치우치거나, 전이층 해석에 필수적인 횡력에 대한 고려가 되어있지 않으며 실제 구조설계에 적용하기 어려운 비선형 프로그램을 사용하여 수행되어, 구조설계 실무에 적용하기는 매우 어려운 형편이다. 따라서 본 논문은 기존 구조해석 실무에서 전이층 해석시 통상 사용되어지는 방법과 정밀해석 모델의 비교분석을 통해 실무에서 적용되는 모델링 방법에서 주의해야 할 점을 도출하였다. 특히 실제 구조설계 실무에서 중력하중 뿐만 아니라 지진 하중 해석에서도 보다 정밀하고 간편하게 활용될 수 있는 제안모델을 제시하여 정밀해석 모델과, 기존실무에서 사용되는 해석방법과 비교, 분석함으로서 그 유용성을 확인하였다