• 국제초고층학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.195-201
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• 2012

Today, a great effort to develop PBSD procedure to be utilized in Korea is given by domestic structural engineers, academics, and governmental organizations. After Great East Japan Earthquake (2011) took place, lots of clients in Korea became to concern of their buildings so that requests of seismic performance evaluation and seismic rehabilitation for existing buildings have been gradually increased. Such interests in seismic events initiated a rapid development of a series of guidelines for seismic performance evaluation and seismic performance enhancement. For new buildings, however, design guidelines for PBSD are yet well prepared in Korea and prescriptive design methods are dominant design procedure still. Herein, seismicity demands used in seismic performance evaluation and some important design parameters in NLRH are introduced. Some project examples for seismic performance evaluation and rehabilitation applying passive energy dissipation devices are also described in the latter part of paper.

• 국제초고층학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.191-198
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• 2015

It is important to accurately predict structural responses to external excitations such as typhoons and earthquakes when designing structures for serviceability. One of the key procedures to predict reliable vibration responses is to evaluate accurate structural dynamic properties using finite element (FE) models, which properly represent the realistic behavior of buildings. In the case of historic masonry buildings, structural damage could also be caused by ambient vibrations or impacts. Therefore, the preservation plans of historic buildings for low-level vibrations or impacts should be provided by analyzing structural damages within serviceability levels. For this purpose, it is required to provide FE model construction and response analysis methods verified with field measurement data. In this research, long-term field measurement was performed for a cathedral and its dynamic properties were evaluated using measured data. Then, the model was calibrated based on the measured dynamic properties and an overall construction method for the masonry cathedral was proposed. Using the measured accelerations, the vibrations of the belfry were analyzed using the calibrated FE model and finally, the FE model for the cathedral was verified by comparing the measured accelerations with the modeled results.

• Wind and Structures
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• 제22권2호
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• pp.185-209
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• 2016

Across-wind aerodynamic damping ratios are identified from the wind-induced acceleration responses of 15 aeroelastic models of rectangular super-high-rise buildings in various simulated wind conditions by using the random decrement technique. The influences of amplitude-dependent structural damping ratio and natural frequency on the estimation of the aerodynamic damping ratio are discussed and the identifying method for aerodynamic damping is improved at first. Based on these works, effects of turbulence intensity $I_u$, aspect ratio H/B, and side ratio B/D on the across-wind aerodynamic damping ratio are investigated. The results indicate that turbulence intensity and side ratio are the most important factors that affect across-wind aerodynamic damping ratio, whereas aspect ratio indirectly affects the aerodynamic damping ratio by changing the response amplitude. Furthermore, empirical aerodynamic damping functions are proposed to estimate aerodynamic damping ratios at low and high reduced speeds for rectangular super-high-rise buildings with an aspect ratio in the range of 5 to 10, a side ratio of 1/3 to 3, and turbulence intensity varying from 1.7% to 25%.

• 국제초고층학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.287-298
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• 2018

High strength steels have been widely applied in recent years due to high strength and good working performance. When subjected to fire conditions, the strength and elastic modulus of high strength steels deteriorate significantly and hence the load bearing capacity of structures reduces at elevated temperatures. The reduction factors of mechanical properties of high strength steels are quite different from mild steels. Therefore, the fire design methods deduced from mild steel structures are not applicable to high strength steel structures. In recent ten years, the first author of this paper has carried out a lot of fundamental research on fire behavior of high strength steels and structures. Summary of these research is presented in this paper, including mechanical properties of high strength steels at elevated temperature and after fire exposure, creep response of high strength steels at elevated temperature, residual stresses of welded high strength steel member after fire exposure, fire resistance of high strength steel columns, fire resistance of high strength steel beams, local buckling of high strength steel members, and residual strength of high strength steel columns after fire exposure. The results show that the mechanical properties of high strength steel in fire condition and the corresponding fire resistance of high strength steel structures are different from those of mild steel and structures, and the fire design methods recommended in current design codes are not applicable to high strength steel structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권4호
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• pp.503-518
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• 2023

In tall constructions, the outriggers are regarded as a structural part capable of effectively resisting lateral loads. This study analyses the efficacy of hybrid outrigger system in high rise RCC building for various structural parameters identified. For variations in α, which is defined as the ratio of the relative flexural stiffness of the core to the axial rigidity of the column, static and dynamic analyses of hybrid outrigger system having a virtual and a conventional outrigger at two distinct levels were conducted in the present study. An investigation on the optimal outrigger position was performed by taking the results from absolute maximum inter storey drift ratio (ISD_max), roof acceleration (acc_roof), roof displacement (disp_roof), and base bending moment under both wind and seismic loads on analytical models having 40, 60 and 80 storeys. An ideal performance index parameter was introduced and was utilized to obtain the optimal position of the hybrid outrigger system considering the combined response of ISD_max, acc_roof, disp_roof and, criteria required for the structure under wind and seismic loads. According to the behavioural study, increasing the column area and outrigger arm length will maximise the performance of the hybrid outrigger system. The analysis results are summarized in a flowchart which provides the optimal positions obtained for each dependent parameter and based on ideal performance index which can be used to make initial suggestions for installing a hybrid outrigger system.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.9-17
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• 2017

본 연구에서는 변위 및 가속도 응답의 저감 효과에 있어서, 유리한 형상인 $180^{\circ}$ 나선형(Helical $180^{\circ}$) 초고층건물을 대상으로 공력진동실험 수행하여 나선형 초고층건물의 공력감쇠율의 특성을 조사하였다. 공력감쇠율은 RD법(Random decrement technique)을 이용하여 평가하였다. 또한 RD법에서 부분 샘플의 개수와 초기 조건 값의 변화가 공력감쇠율에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다. 실험 결과, 최소 2000개 이상의 부분 샘플을 이용하여 앙상블 평균을 적용하면 공력감쇠율의 불규칙한 변동의 폭을 줄일 수 있음을 검증했고, 기존 연구들과도 잘 부합되는 것을 알 수 있었다. 정방형 모형과 $180^{\circ}$ 나선형 모형의 공력감쇠율의 결과를 살펴보면, 풍방향 공력감쇠율은 건물의 형상이 다름에도 불구하고 무차원 풍속에 따른 공력감쇠율은 매우 유사한 경향을 보였다. 한편, 정방형 모형에 대한 풍직각방향의 공력감쇠율은 $180^{\circ}$ 나선형모형의 공력감쇠율의 특성과는 다른 양상을 보이는 것을 알 수 있었다. 특히 풍향 변화에 따른 $180^{\circ}$ 나선형 모형의 Y방향에 대한 공력감쇠율은 풍향의 변화와 상관없이, 전반적으로 0에 가까운 값을 갖는 경향이 나타났고, 무차원 풍속의 증가와 함께 변동의 폭은 작지만 점진적으로 증가하는 경향을 보였다. 초기 조건 값의 변화에 따른 공력감쇠율을 평가한 결과, 초기 조건 값을 "응답의 표준편차" 또는 RD 함수에 대한 최적화 "${\sqrt{2}}{\times}$응답의 표준 편차"를 적용하여 평가한 공력감쇠율은 매우 유사한 결과 값과 분포를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.19-33
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• 2008

구조물에 고유한 진동수,모드형태 및 감쇠비 등과 같은 동적성능치를 추출하기 위하여 25층 및 42층 건물에 대하여 자연진동에 의한 동적계측실험을 수행하였다. 고려된 건물은 주요 횡하중 지지기구로서 코아벽체 혹은 전단벽체가 추가된 철근콘크리트건물이며, 입면 혹은 평면상으로 골조가 혼합된 구조형식을 나타낸다. 특히, 25층 건물은 측면에 위치한 코아벽체 이외에 상부로부터 내려오는 전단벽 구조가 4층 바닥이하에서 골조형식으로 전환되는 복잡한 구조이다. 이와 같은 이유 및 건물 주방향의 유사한 강성배치로 매우 근접하고 혼합된 모드형태가 예상되어 시스템판별 시 어려움이 예상된다. 현재까지 개발된 다양한 시스템판별법을 대상건물의 자연진동 실측기록에 적용하여 모달계수를 유도하였으며, 그 결과를 비교 분석하였다. 3개의 주파수영역 및 4개의 시간영역에 근거한 응답의존 시스템판별법이 고려되었다. 서로 다른 시스템판별법에 의하여 추출된 고유진동수 및 감쇠비는 대체로 상당한 일치를 보였으나, 모드형태는 사용된 방법에 따라 정도가 다르게 불일치를 나타냈다. 실험으로부터 추출한 성능치와 초기 유한요소해석 값을 비교해 본 결과 대상건물 모두 적어도 저차 3개의 고유진동수에서 2배 정도의 차이를 나타냈다. 실험과 해석결과의 일치를 위하여 몇몇 수동모델향상이 시도되었으며, 허용할 만한 결과를 획득하였다. 사용된 시스템판별법에 대하여 각자의 장, 단점에 대하여 기술하였으며, 본 연구와 같은 실제 대형구조물에 대하여 자동모델향상기법을 적용할 시 예상되는 문제점에 대하여 토의하였다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.9-25
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• 2015

Field measurements of various structures have been conducted for many purposes. Measurement data obtained by field measurement is very useful to determine vibration characteristics including dynamic characteristics such as the damping ratio, natural frequency, and mode shape of a structure. In addition, results of field measurements and modal identification can be used for modal updating of FEM analysis, for checking the efficiency of damping devices and so on. This paper shows some examples of field measurements and modal identification for structural health monitoring. As the first example, changes of dynamic characteristics of a 15-story office building in four construction stages from the foundation stage to completion are described. The dynamic characteristics of each construction stage were modeled as accurately as possible by FEM, and the stiffness of the main structural frame was evaluated and the FEM results were compared with measurements performed on non-load-bearing elements. Simple FEM modal updating was also applied. As the next example, full-scale measurements were also carried out on a high-rise chimney, and the efficiency of the tuned mass damper was investigated by using two kinds of modal identification techniques. Good correspondence was shown with vibration characteristics obtained by the 2DOF-RD technique and the Frequency Domain Decomposition method. As the last example, the wind-induced response using RTK-GPS and the feasibility of hybrid use of FEM analysis and RTK-GPS for confirming the integrity of structures during strong typhoons were shown. The member stresses obtained by hybrid use of FEM analysis and RTK-GPS were close to the member stresses measured by strain gauges.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.1-7
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• 2020

트윈 빌딩의 풍응답은 풍하중의 공력 특성과 트윈 빌딩 구조 시스템의 동적 특성에 영향을 받는다. 본 논문에서는 트윈 빌딩의 두 빌딩의 간격이 다른 두 경우에 대해서 풍응답에 영향을 주는 풍압의 특성을 풍동 실험과 적합 직교 분해 기법을 이용해 파악하고, 3차원 구조 시스템 모델링을 통해 동특성을 파악하였다. 그리고 이중 모달 변환 기법을 이용해서 각 풍압의 특성과 구조물의 동특성이 풍응답에 미치는 영향을 파악하였다. 적합 직교 분해 기법을 통해서 채널링과 와류 효과에 대해서 파악할 수 있었다. 풍 직각 방향의 풍하중은 두 빌딩의 간격에 영향을 많이 받았으며, 풍 방향의 풍하중은 간격에 영향을 적게 받았다. 마찬가지로, 이중 모달 변환 기법에서 교차 참여 계수는 풍 직각 방향에서는 두 빌딩의 간격에 따라 크게 달라진 반면, 풍 방향은 영향이 적었다. 이에 따라 두 빌딩의 간격이 풍 방향의 풍응답 보다 풍 직각 뱡향의 풍응답에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.47-56
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• 2011

일반적으로 전단벽은 횡력저항 요소로서 널리 이용되고 있다. 대부분의 전단벽 구조물은 통로의 목적으로 개구부를 필요로 하게 되고 전단벽들 사이가 슬래브나 연결보로 연결된 병렬전단벽의 형태를 띠게 된다. 본 연구에서는 병렬전단벽 구조물의 연결보 중앙부에 LRB(Lead Rubber Bearing)를 도입하였고 이 시스템의 풍응답 저감성능을 검토하였다. 제안된 방법의 효과를 살펴보기 위하여 20층 및 30층 예제구조물을 구성하였고 인공풍하중을 작성하여 경계비선형 시간이력해석을 수행하였다. 제안된 방법이 풍하중을 받는 고층 병렬전단벽 구조물의 사용성 향상에 도움을 줄 수 있는지 평가하기 위하여 일본 진동성능평가기준을 적용하여 보았다. 해석결과 본 논문에서 제안하는 LRB를 사용하여 병렬전단벽을 연결하는 방식이 풍응답 제어성능 개선에 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다.