• Earthquakes and Structures
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• 제25권1호
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• pp.1-13
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• 2023

Reinforced concrete (RC) moment frames are used as lateral seismic load resisting systems in mid- and high-rise buildings in different regions of the world. Based on the seismic design provisions and construction details presented in design codes, RC frames with different levels of ductility (ordinary, intermediate, and special) can be designed and constructed. In Iran, there are RC buildings with various uses which have been constructed based on different editions of design codes. The seismic performance of RC structures (particularly moment frames) in real seismic events is of great importance. In this paper, the observations made on damaged RC moment frames after the destructive Sarpol-e Zahab earthquake with a moment magnitude of 7.3 are reported. Different levels of damage from the development of cracks in the structural and non-structural elements to the total collapse of buildings were observed. Furthermore, undesirable failure modes which are not expected in ductile seismic-resistant buildings were frequently observed in the damaged buildings. The RC moment frames built based on the previous editions of the design codes showed partial or total collapse in this seismic event. The extensive destruction of RC moment frames compared with the other structural systems (such as braced steel frames and confined masonry buildings) was attributed not only to the deficiencies in the construction practice of these buildings but also to the design procedure. In addition, the failure and collapse of masonry infills in RC moment frames were frequent modes of failure in this seismic event. In this paper, the main reasons related to design practice which led to extensive damage in the RC moment frames and their collapse are addressed.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권2호
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• pp.353-373
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• 2015

In this paper, the effects of different types of irregularity along the height on the seismic responses of moment resisting frames are investigated using nonlinear dynamic analysis. Furthermore, the applicability of consecutive modal pushover (CMP) procedure for computing the seismic demands of vertically irregular frames is studied and the advantages and limitations of the procedure are elaborated. For this purpose, a special moment resisting steel frame of 10-storey height was selected as reference regular frame for which the effect of higher modes is important. Forty vertically irregular frames with stiffness, strength, combined-stiffness-and-strength and mass irregularities are created by applying two modification factors (MF=2 and 4) in four different locations along the height of the reference frame. Seismic demands of irregular frames are computed by using the nonlinear response history analysis (NL-RHA) and CMP procedure. Modal pushover analysis (MPA) method is also carried out for the sake of comparison. The effect of different types of irregularity along the height on the seismic demands of vertically irregular frames is investigated by studying the results obtained from the NL-RHA. To demonstrate the accuracy of the enhanced pushover analysis methods, the results derived from the CMP and MPA are compared with those obtained by benchmark solution, i.e., NL-RHA. The results show that the CMP and MPA methods can accurately compute the seismic demands of vertically irregular buildings. The methods may be, however, less accurate especially in estimating plastic hinge rotations for weak or weak-and-soft top and middle storeys of vertically irregular frames.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.369-376
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• 2017

본 논문은 ASCE 7-10를 적용한 비틀림 비정형 철골 모멘트 골조의 설계 및 평가를 수행한 동반연구(I 내진설계)의 후속 연구이다. 본 연구에서는 철골 모멘트 골조의 비틀림 비정형 발생 여부와 ASCE 7-10 설계 요구조건의 적용 여부에 따라 내진성능평가를 수행하였다. 그 결과, ASCE 7-10의 비정형 내진설계 요구조건을 적용한 철골 모멘트 골조의 경우 붕괴확률이 매우 낮고 상당히 보수적인 설계 결과를 나타냈으며, 본 연구에서는 비틀림 비정형 구조물의 합리적인 설계를 위해 개선된 설계 방법을 제시하였다. 제안된 방법으로 설계된 비틀림 비정형 철골 모멘트 골조의 붕괴확률은 기존의 방법으로 설계된 구조물의 붕괴확률을 보다 크지만 ASCE 7-10의 붕괴확률 요구 조건을 만족하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.111-119
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• 2010

여러 연구자들에 의해 최적화 알고리즘을 이용한 최적내진설계에 관한 연구가 컴퓨터의 발달과 더불어 활발히 이루어져 왔다. 하지만 지금까지의 최적내진설계에 관한 연구는 대부분 모멘트저항골조를 대상구조물로 한 연구였다. 가새골조는 모멘트저항골조와 더불어 대표적인 횡력저항시스템이기 때문에 가새골조의 최적내진설계기법 개발을 통해 경제적이며 효율적인 설계가이드라인을 제시할 수 있다면 실무에 미치는 파급효과는 클 것이라 판단된다. 본 논문에서는 가새의 좌굴을 고려한 역V형 특수중심가새골조의 최적내진설계 알고리즘을 제안하고자 한다. 제안된 알고리즘은 구조물의 물량과 에너지 소산량을 목적함수로 설정하고, 강도조건 및 층간변위 조건등의 제약조건으로 설정한다. 알고리즘의 검증을 위해 2D 3층, 9층 역V형 특수중심가새골조 예제를 적용한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.335-348
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• 2014

고강도 강의 경우 재료의 높은 항복비와 모재인성 부족으로 인해 휨 구조부재에 적용하기가 용이하지 않다. 고강도 강 휨재의 가장 큰 문제점 중 하나는 일반 연강접합부와 마찬가지로 보 단부의 취성파단이다. 연강접합부의 경우 부재의 보강 및 보 단부의 용접접근공 상세의 개량을 통하여 국내기준의 특수모멘트골조용 접합상세가 다수 개발된 바 있으나 고강도강 접합부에 대한 적용성 평가는 아직까지 미비한 실정이다. 본 연구는 국내에서 개발된 고강도 강(HSA800)을 적용한 기둥-보 접합부의 적용성 평가를 위한 초기단계의 연구이며 보 단부의 용접접근공 상세에 따른 고강도 강 접합부의 구조성능을 실험 및 해석적 방법을 통하여 고찰하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제16권5호
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• pp.533-557
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• 2014

In this study, the performances of the SMRF building equipped with energy dissipating devices are studied. Three types of these structures with different heights are considered. The Added Damping and Stiffness (ADAS) devices are used as energy dissipating devices in these structures. The behavior of these structures with ADAS devices subjected to near source ground motions are investigated. Three SMRF buildings with five, ten and fifteen-story, with ADAS devices were chosen. The nonlinear time history analysis was used by applying the near source ground motions with PERFORM 3D.V4 and conclusions are drawn upon an energy criterion. The effect of PGA variation and height of the frames are also considered based on the energy criterion.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.263-275
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• 2014

본 연구에서는 SRC 기둥-H형단면과 U형단면으로 구성된 합성보 접합부에 관해서 반복가력실험을 실시하였다. 합성보에 관한 핵심요소는 H형단면과 U형단면 간 용접접합부의 구조적 성능이다. 이 두 부재 접합부의 성능을 향상시키기 위해서는 수직스티프너와 사다리꼴 스티프너가 필요하다. 접합부의 반복적인 성능을 평가하기 위해서 5개의 실대형 실험체를 계획하였으며, 실험변수는 H형단면의 크기($H-500{\times}200{\times}10{\times}16$, $H-600{\times}200{\times}11{\times}17$), 스티프너와 상부근의 유무 및 용접접근공(WAH)의 유무 등이다. 실험결과, H-500 시리즈 및 H-600 시리즈 보가 있는 실험체의 회전각은 각각 4%와 3%로 나타났으며, 이는 특수모멘트골조와 중간모멘트골조에 요구되는 값이다. 실험결과는 스티프너와 상부근이 있는 실험체의 변형능력이 그렇지 않은 실험체에 비해서 우수한 결과를 보였다. 끝으로, 실험체의 에너지소산능력과 변형도 분포를 요약하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.35-45
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• 2008

구조물의 응답에 대한 잔류변위의 영향을 평가하기 위하여, 초기 잔류변형이 있는 상태에서 작용하는 설계지진에 대한 좌굴방지 가새골조(BRBF)와 특수 모멘트골조(SMRF)의 응답을 평가하였다. 초기 잔류변형은 구조물에 두 가지 방법으로 적용하였다. 첫 번째 방법은 첫 지진에 대하여 구조물이 정지 상태에 도달한 이후 같은 크기의 지진을 적용하는 것이다. 두 번째 방법은 소요 잔류층간 변형이 발생할 때까지 일방향으로 가력한 다음 지진하중을 적용하였다. 해석결과에 따르면 초기 잔류층간변위는 BRBF와 SMRF의 응답에 큰 영향을 주었다. SMRF 시스템보다 BRBF의 응답이 초기 잔류변형에 크게 의존하였다. 그러므로 지진발생 이후 보수비용을 최소화하기 위하여 잔류층간변위를 줄이는 것이 필요하다.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권2호
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• pp.165-175
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• 2019

Incremental dynamic analysis (IDA), as an accurate method to evaluate the parameters of structural performance levels, requires many non-linear time history analyses, using a set of ground motion records which are scaled to different intensity levels. Therefore, this method is very computationally demanding. In this study, a new method is presented to estimate the summarized (16%, 50%, and 84% fractiles) IDA curves of a first-mode dominated structure using discrete wavelet transform and bees optimization algorithm. This method reduces the number of required ground motion records for the prediction of the summarized IDA curves. At first, a subset of first list ground motion records is decomposed by means of discrete wavelet transform which have a low dispersion estimating the summarized IDA curves of equivalent SDOF system of the main structure. Then, the bees algorithm optimizes a series of factors for each level of detail coefficients in discrete wavelet transform. The applied factors change the frequency content of original ground motion records which the generated ground motions records can be utilized to reliably estimate the summarized IDA curves of the main structure. At the end, to evaluate the efficiency of the proposed method, the seismic behavior of a typical 3-story special steel moment frame, subjected to a set of twenty ground motion records is compared with this method.

• Earthquakes and Structures
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• 제23권1호
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• pp.87-100
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• 2022

Limiting the displacement of seismic isolators causes a pounding phenomenon under severe earthquakes. Therefore, the ASCE 7-16 has provided minimum criteria for the design of the isolated building. In this research the seismic response of isolated buildings by Triple Friction Pendulum Isolator (TFPI) under the impact, expected, and unexpected mass eccentricity was evaluated. Also, the effect of different design parameters on the seismic behavior of structural and nonstructural elements was found. For this, a special steel moment frame structure with a surrounding moat wall was designed according to the criteria, by considering different response modification coefficients (RI), and 20% mass eccentricity in one direction. Then, different values of these parameters and the damping of the base isolation were evaluated. The results show that the structural elements have acceptable behavior after impact, but the nonstructural components are placed in a moderate damage range after impact and the used improved methods could not ameliorate the level of damage. The reduction in the RI and the enhancement of the isolator's damping are beneficial up to a certain point for improving the seismic response after impact. The moat wall reduces torque and maximum absolute acceleration (MAA) due to unexpected enhancement of mass eccentricity. However, drifts of some stories increase. Also, the difference between the response of story drift by expected and unexpected mass eccentricity is less. This indicates that the minimum requirement displacement according to ASCE 7-16 criteria lead to acceptable results under the unexpected enhancement of mass eccentricity.