• Earthquakes and Structures
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• 제4권6호
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• pp.685-710
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• 2013

Static torsional provisions employing equivalent lateral force method (ELF) require that the earthquake-induced lateral force at each story be applied at a distance equal to design eccentricity ($e_d$) from a reference resistance centre of the corresponding story. Such code torsional provisions, albeit not explicitly stated, are generally believed to be applicable to the regularly asymmetric buildings. Examined herein is the applicability of such code-torsional provisions to buildings with set-back using rigid as well as flexible diaphragm model. Response of a number of set-back systems computed through ELF with static torsional provisions is compared to that by response spectrum based procedure. Influence of infill wall with a range of opening is also investigated. Results of comprehensive parametric studies suggest that the ELF may, with rational engineering judgment, be used for practical purposes taking some care of the surroundings of the setback for stiff systems in particular.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권4호
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• pp.443-454
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• 2019

In order to reduce the residual drift of a structure in structural engineering field, a combined structural system (dual) consisting of steel buckling-restrained braced frame (BRBF) along with shear wall is proposed. In this paper, BRBFs are used with special reinforced concrete shear walls as combined systems. Some prototype models of the proposed combined systems as well as steel BRBF-only systems (without walls) are designed according to the code recommendations. Then, the nonlinear model of the systems is prepared using fiber elements for the reinforced concrete wall and appropriate elements for the BRBs. Seismic responses of the combined systems subjected to ground motions at maximum considered earthquake level are investigated and compared to those obtained from BRBFs. Results showed that the maximum residual inter-story drift from the combined systems is, on average, less than half of the corresponding value of the BRBFs. In this research, mean of absolute values of the maximum inter-story drift ratio demand obtained from combined systems is less than the 3% limitation, while this criterion has not been fulfilled by BRBF systems.

• Steel and Composite Structures
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• 제39권5호
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• pp.645-664
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• 2021

There is a growing need of seismic retrofit of existing non-seismically designed structures in Korea after the 2016 Gyeongju and 2017 Pohang earthquakes, especially school buildings which experienced extensive damage during those two earthquakes. To this end, a steel multi-slit damper (MSD) was developed in this research which can be installed inside of partition walls of school buildings. Full-scale two-story RC frames were tested with and without the proposed dampers. The frames had structural details similar to school buildings constructed in the 1980s in Korea. The details of the experiments were described in detail, and the test results were validated using the analysis model. The developed seismic retrofit strategy was applied to a case study school building structure, and its seismic performance was evaluated before and after retrofit using the MSD. The results show that the developed retrofit strategy can improve the seismic performance of the structure to satisfy a given target performance level.

• Architectural research
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• 제24권2호
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• pp.53-61
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• 2022

Irregularities in the structure are crucial factors in screening structural vulnerability under extreme loadings. Numerical analyses were carried out considering wind and seismic loadings for four structures with discrete irregularity: continuous and discontinuous beams with varied story levels, and L-shaped irregular buildings. Structural responses such as maximum displacements, bending moments, axial forces, torsions, and story drifts are evaluated as per the criteria and limits defined by ACI 318. The outcomes indicate that the frame system with beam discontinuity on the upper half of the height exhibits the best structural performance. The results also indicate that the asymmetrical design of the L-shaped model makes it more susceptible to damage when subjected to strong lateral loading conditions.

• Earthquakes and Structures
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• 제23권1호
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• pp.1-11
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• 2022

This study implements a hybrid Genetic Algorithm to detect, locate, and quantify structural damage for multistory shear buildings using partial modal data. Measuring modal responses at multiple locations on a structure is both challenging and expensive in practice. The proposed method's objective function is based on the building's dynamic properties and can also be employed with partial modal information. This method includes initial residuals between the numerical and experimental model and a damage penalization term to avoid false damages. To test the proposed method, a numerical example of a ten-story shear building with noisy and partial modal information was explored. The obtained results were in agreement with the previously published research. The proposed method's performance was also verified using experimental modal data of an 8-DOF spring-mass system and a five-story shear building. The predicted results for numerical and experimental examples indicated that the proposed method is reliable in identifying the damage for multistory shear buildings.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.617-627
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• 2011

본 논문은 기 수행된 1:5축소 10층 RC 공동주택의 지진모의 실험결과에 비추어 근래 개발된 PERFORM-3D를 이용하여 해석적 모사를 시도하였다. 해석과 실험의 상관관계 분석에 의해 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 재현주기 50년 지진에 대해 실험과 해석이 매우 유사한 탄성거동을 보였다. 반면 우리나라의 설계지진과 최대지진에 대해서는 비선형 거동을 보이긴 하지만 실험의 최대응답과 강성 및 강도 저하를 제대로 모사하지 못하였다. 이의 주된 이유는 슬라브 거동을 탄성으로 가정하였기 때문이라고 판단된다. (2) 탄성영역 거동에 대해 해석모델이 전체 거동을 비교적 잘 모사하는 반면, 벽체 상호간에 걸친 힘의 분포에 있어서 실험과 상당한 차이를 보여주었다. (3) 최대지진에서 벽체의 전단변형은 비교적 잘 모사한 반면 휨변형의 경우 10배정도 과장되었다. 이는 일부 해석모델에서 인방보를 무시한 결과로 추정된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.67-80
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• 2011

본 논문에서는 1:5 축소 10층 내력벽식 철근콘크리트(RC) 내력벽식 공동주택의 지진모의실험의 결과를 제시한다. 실험의 결과는 다음과 같다. (1) 본 실험 모델에서 재현주기 50년 지진에 대해서는 선형 탄성응답을 보이며, 우리나라의 설계지진에 대해서는 비선형 거동을 확인할 수 있다. (2) 재현주기 2400년의 최대지진에 대해 실험체의 강성 및 강도 저하가 현저하게 나타났다. (3) 횡 관성력에 대한 주 저항은 주로 엘리베이터 홀과 계단실 벽체로부터 유래되었다. (4) 실험체의 손상 및 파괴 모드는 벽과 슬래브의 휨 거동에 의해 지배되었다. 가진의 크기가 증가 할수록 현저한 강성의 저하와 고유주기의 증가가 발생하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.55-66
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• 2011

본 연구의 목적은 지진모의실험을 위한 1:5 축소 10층 R.C. 공동주택 모델의 제작과정을 통하여, 실험체의 효율적인 설계 및 제작 과정을 개발하는 것이다. 실험체의 축소율은 가용한 진동대의 크기($5m{\times}5m$)와 최대 허용무게(600kN)및 모델 철근(D3 볼트, ${\phi}2$ 강선)의 경제성과 상용성을 고려하여 결정하였다. 모델 철근은 현장에 바로 설치하기 어렵기 때문에 철망을 제작한 후 현장에서 조립하였다. 벽체와 슬래브를 동시에 타설할 경우 거푸집의 탈형이 매우 어렵기 때문에, 벽체를 먼저 타설하고 양생 후 탈형한 뒤 슬래브 거푸집을 설치하였다. 벽체 거푸집은 반복 사용이 가능한 Slip form 형태로 한쪽은 합판, 다른 한쪽은 아크릴로 제작하여 타설시 밀실도를 확인할 수 있도록 하였다. 1:5 축소 10층 R.C. 공동주택모델을 제작하기 위해 총 제작 기간은 약 6개월이 소요되었으며, 전임 연구원 5명, 작업보조원 612명 일의 인원이 투입되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권4호
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• pp.415-426
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• 2017

Traditional experimental verification for nonlinear system identification often faces the problem of experiment model repeatability. In our research, a steel frame experimental model is developed to imitate the behavior of a single story steel frame under horizontal excitation. Two adjustable rotational dampers are used to simulate the plastic hinge effect of the damaged beam-column joint. This model is suggested as a benchmark model for nonlinear dynamics study. Since the nonlinear form provided by the damper is unknown, a Morlet wavelet based method is introduced to identify the mathematical model of this structure under different damping cases. After the model identification, earthquake excitation tests are carried out to verify the generality of the identified model. The results show the extensive applicability and effectiveness of the identification method.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.599-606
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• 2014

초고층 건물의 연쇄붕괴는 큰 피해를 발생시키므로 초고층 건물의 설계 단계에서 반드시 고려해야할 사항이다. 유한요소법을 이용한 초고층 건물의 연쇄붕괴 해석은 해석 시간이 지나치게 많이 소요되어 사실상 불가능하다고 할 수 있다. 본 논문에서는 유한 요소법의 대안으로 응용 요소법을 이용한 연쇄붕괴 해석의 유용성을 살펴보았다. 초고층 건물의 연쇄붕괴 해석을 위하여 규모 축소 모델링 방안을 제안하였다. 제안한 규모 축소 모델링 방안은 폭파하중의 직접적인 피해를 받는 부분만 해석모델에 포함하고 제외되는 나머지 부분의 질량과 전달하중 그리고 강성은 하나의 층에 집중시키는 방법이다. 20층 고층 철근콘크리트 건물에 대한 전체 모델과 축소된 모델을 세 가지 연쇄붕괴 시나리오에 대하여 연쇄붕괴 해석을 수행하고 그 결과를 비교하였다. 축소 모델은 전체 모델과 유사한 연쇄붕괴 양상을 보여 주지만 소요된 시간은 전체 모델의 약30%로 줄일 수 있었다. 본 논문에서 제안된 연쇄붕괴 해석 방안은 비정상 하중에 의한 초고층 건물의 연쇄붕괴 해석에 유용하게 사용될 수 있다.