• Earthquakes and Structures
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• 제19권3호
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• pp.189-196
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• 2020

The near-collapse performance limit is defined as the deformation at the 20% drop of maximum base shear in the decreasing region of the pushover curve for ductile framed buildings. Although monotonic pushover analysis is preferred due to the simple application procedure, this analysis gives rise to overestimated results by neglecting the cumulative damage effects. In the present study, the acceptabilities of monotonic and cyclic pushover analysis results for the near-collapse performance limit state are determined by comparing with Incremental Dynamic Analysis (IDA) results for a 5-story Reinforced Concrete framed building. IDA is performed to obtain the collapse point, and the near-collapse drift ratios for monotonic and cyclic pushover analysis methods are obtained separately. These two alternative drift ratios are compared with the collapse drift ratio. The correlations of the maximum tensile and compression strain at the base columns and beam plastic rotations with interstory drift ratios are acquired using the nonlinear time history analysis results by the simple linear regression analyses. It is seen that these parameters are highly correlated with the interstory drift ratios, and the results reveal that the near-collapse point acquired by monotonic pushover analysis causes unacceptably high tensile and compression strains at the base columns, as well as large plastic rotations at the beams. However, it is shown that the results of cyclic pushover analysis are acceptable for the near-collapse performance limit state.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권4호
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• pp.863-882
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• 2016

This study aims to introduce a new bracing system by which even super-wide frames with large openings can be braced. The proposed system, hereafter called Cable-Pulley Brace (CPB), is a tension-only bracing system with a rectilinear configuration. In CPB, a wire rope passes through a rectilinear path around the opening(s) and connects the lower corner of the frame to its opposite upper one. CPB is a secondary load resisting system with a nonlinear-elastic hysteretic behavior due to its initial pre-tension load. As a result, the required energy dissipation would be provided by the MRF itself, and the main intention of using CPB is to contribute to the initial and post-yield stiffness of the whole system. Using a stiffness calibration technique, optimum placement of the CPBs is discussed to yield a uniform displacement demand along the height of the structure. A displacement-based design procedure is proposed by which the MRF with CPB can be designed to achieve a uniform distribution of inter-story drifts with predefined values. Obtained results indicated that CPB leads to significant reductions in maximum and residual deformations of the MRF at the expense of minor increase in the maximum base shear and developed axial force demands in the columns. In the case of a typical 5-story residential building, compared to SMRF system, CPB system reduces maximum amounts of inter-story and residual drifts by 35% and 70%, respectively. Moreover, openings of the frame are not interrupted by the CPB. This is the most appealing feature of the proposed bracing system from architectural point of view.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.267-277
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• 1999

현재 일방향 가력 해석기법은 세계적으로 기존 건물의 지진평가를 위해 구조물의 탄성 및 비탄성 거동을 예측하는데 가장 유용한 방법이다. 그러나, 이 해석기법은 특히 비내진 상세를 가진 철근콘크리트 골조에 대해 실험결과와 충분히 검토되지 않았다. 본 연구의 목적은 비내진 상세를 가진 고층 R.C. 골조에 대해 실험과 해석의 상관성을 검증하는데 있다. 본 연구의 목적은 DRAIN-2DX를 이용한 해석결과와 이미 수행된 비내진 상세를 가진 1:12축소 10층 철근콘크리트 골조의 실험결과를 서로 비교, 검토함으로써 그 응용상의 문제점과 신뢰성을 확인하는 데 있다. 본 연구는 실험과 해석의 상호 비교결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 충전단력과 층간변위 및 소성회전각 같은 국부 변형의 전체적인 거동은 실험결과와 해석결과가 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.503-513
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• 2007

구조물의 지진응답은 구조물의 강성도에 영향을 미치는 접합부의 특성에 영향을 받는다. 본 연구에서는 합성반강접 접합부를 갖는 2차원 8층 비가새 철골구조물에 대하여 동적 비선형 해석 프로그램을 이용한 푸쉬오버 해석과 시간이력해석을 실시하여 구조물의 거동을 예측하였다. 접합부 비선형 모멘트-회전 특성, 합성보 및 철골기둥의 재료 비선형 특성을 고려하여 구조해석을 실시하였다. 합성반강접 접합부를 완전 강접합부로 이상화하면 푸쉬오버 해석에서 구조물의 초기강성도와 종국강도가 증가되었고 시간이력해석에서는 밑면전단력, 최대층간변위, 보 및 기둥에 발생되는 최대 휨모멘트가 접합부 강성 및 이력거동의 영향을 받았다. 최대지반가속도가 0.4g인 지진파에 대하여 합성반강접 구조물에서는 FEMA 273의 최대 층간변위에 대한 인명손상방지 기준을 만족하였으며 보와 기둥이 비탄성 거동을 경험하지 않은 반면 완전 강접합부로 이상화한 구조물에서는 보 및 기둥이 비탄성 거동을 경험하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.571-576
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• 2007

This study presents stiffness-based optimal design to control quantitatively lateral drift of frame-shear wall structures subject to seismic loads. To this end, lateral drift constraints are established by introducing approximation concept that preserves the generality of the mathematical programming and can efficiently solve large scale problems. Also, the relationships of sectional properties are established to reduce the number of design variables and resizing technique of member is developed under the 'constant-shape' assumption. Specifically, the methodology of dynamic displacement sensitivity analysis is developed to formulate the approximated lateral displacement constraints. The 12 story frame-shear wall structural models is considered to illustrate the features of dynamic stiffness-based optimal design technique proposed in this study.

• 국제초고층학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.65-73
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• 2015

Detailed finite element (FE) analyses of a full-scale four-story steel frame structure, subjected to consecutive 60% and 100% excitations from the JR Takatori records during the 1995 Hyogoken-Nanbu earthquake, are conducted using E-Simulator. The four-story frame was tested at the largest shake-table facility in the world, E-Defense, in 2007. E-Simulator is a parallel FE analysis software package developed to accurately simulate structural behavior up to collapse by using a fine mesh of solid elements. To reduce computational time in consecutive dynamic time history analyses, static analysis with gravity force is introduced to terminate the vibration of the structure during the analysis of 60% excitation. An overall sway mechanism when subjected to 60% excitation and a story mechanism resulting from local buckling of the first-story columns when subjected to 100% excitation are simulated by using E-Simulator. The story drift response to the consecutive 60% and 100% excitations is slightly smaller than that for the single 100% excitation.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권6호
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• pp.383-394
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• 2016

두본 연구에서는 축소된 3층의 강재 프레임 구조물에 실제 지진동 데이터를 사용하여 고등적인 3차원 유한요소 해석을 통해 거동을 예측하고 손상을 평가하고자 한다. 비선형 동적 해석에서 구조물의 연약층(Soft Story)의 효과와 비대칭성(Asymmetry)을 고려하기 위하여 기둥의 단면적을 축소 시켜 기둥을 손상시키고 집중 질량을 슬래브에 가하여 프레임 모델을 설계를 하였다. 해석 결과 분석을 통해 프레임 구조물의 손상은 중량의 대칭성 보다는 기둥의 손상과 연약층의 존재에 의해서 결정됨을 본 연구를 통하여 재확인할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.81-88
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• 2009

본 논문은 부재 단위의 강성 재설계를 통해 전역 자유도 변위의 정량적 조절이 가능한 변위조절 기법의 개발을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 부분적 강성변경이 발생했을 때 전체 구조물을 재해석하지 않고 관심 있는 특정 위치의 변위와 부재력만을 실시간 응답수준에서 재계산할 수 있는 부분재해석 기법을 적용하였다. 부분재해석 기법은 복잡한 미분계산이나 반복적인 구조해석을 수행하지 않아도 되는 단순한 기본개념의 기법으로서 계산이 효율적이고 강성변경 후의 변위를 바탕으로 변위에 대한 민감도를 계산하기에 수렴 속도가 빠른 장점을 가진다. 부분재해석 기법을 통해 전역 자유도에 대한 강성 변경 부재의 변위기여도를 계산하고 변위기여도에 따라 해당 부재의 강성을 변경시킴으로써 반복적 구조해석이나 민감도 해석 없이 특정 변위를 최소의 물량만으로 정량적으로 제어하는 변위조절 설계법을 제시하였다. 예제를 통한 검증결과, 부분재해석 기법이 고층건물의 횡변위제어에 효과적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.215-222
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• 2004

재분배기법을 이용한 변위조절설계법이 고층건물의 실용적인 변위제어 기법으로 제안되고 있다. 현재까지 대부분의 재분배기법을 이용한 변위조절설계법은 일률적으로 단면적을 설계변수로 사용하고 있으나, 부재 특성에 따라 지배적인 부재력이 다르므로 부재적 특성을 고려하여 설계변수를 선택할 필요가 있다. 그러므로 본 연구에서는 부재별로 부재력 특성을 고려한 설계변수를 사용한 변위조절설계법을 제안하고 이를 20층 강접골조-전단벽 구조물의 변위조절설계에 적용하여 기존의 단면적을 설계변수로 사용한 변위조절설계법과 비교 평가하였다. 적용 결과, 부재 특성을 고려한 변위조설설계법이 부재별로 지배적인 부재력에 해당하는 부재 단면성능을 설계변수로하여 부재별 변위기여도를 직접 조절하므로 물량 및 변위 예측의 정확도 측면에서 비슷하거나 더 우수함을 알 수 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.85-92
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• 2017

Base isolation system is generally used for low-rise buildings. For high-rise buildings subjected to earthquake loads, a mid-story isolation system was proposed and applied to practical engineering. In this study, seismic responses of high-rise buildings considering the installation story of the mid-story isolation system were evaluated. To do this, the 20-story and 30-story building were used as example structures. Historical earthquakes such as Kobe (1995), Northridge (1994) and Loma Prieta (1989) earthquakes were employed applied as earthquake excitations. The installation location of the mid-story isolation system was changed from the bottom of the $1^{st}$ floor to the bottom of the top floor. The seismic responses of the example building were investigated by changing the location of the isolation layer. Based on the analytical results, when the seismic isolation system is applied, story drift ratio and acceleration response are reduced compared to the case without the isolation system. When the isolation layer is located on the lower part of the building, it is most effective. However, in that case, the possibility that the structure is unstable increases. Therefore, an engineer should consider both structural efficiency and safety when a mid-story isolation system for a high-rise building is designed.