• Title, Summary, Keyword: 지진응답 수정계수

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건축물의 내진설계를 위한 구조동력학-제 1부:단자유도 구조물의 지진해석과 응답스펙트럼

  • Lee, Dong-Geun
    • 건축구조
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    • v.13 no.1
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    • pp.46-58
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    • 2006
  • 구조동력학 이론에 기초하여 내진설계 기술이 개발되었다. 그러므로 건축물의 내진설계를 근본적으로 이해하기 위해서는 구조동력학의 여러 가지 이론들을 먼저 알고 이들이 내진설계에 어떻게 적용이 되는지를 알아야 한다. 이 글은 구조기술자 여러분이 건축물의 내진설계를 이해하는데 도움이 될 수 있도록 하기 위하여 다음과 같이 3부로연재될예정이다. 제1부: 응답스펙트럼과구조물의동적해석 제2부: 등가정적해석법과반응수정계수의배경 제3부: 능력스펙트럼법에의한비탄성해석 제1부에서는 단자유도 구조물의 지진해석을 통하여 응답스펙트럼을 작성하는 원리와 이를 이용하여 간편하게 지진해석을 수행하는 방법을 소개하고 응답스펙트럼에 근거하여 설계응답스펙트럼을 작성하는 방법과 다자유도 구조물의 지진응답을 알아내기 위한 응답 스펙트럼 해석법에 관하여 소개한다. 제2부에서는 구조동력학 이론에 근거하여 등가정적해석법이 유도된 근거와 반응수정계수를 사용하게 되는 배경을 소개하여 구조기술자들이내진설계에좀더확실한이해를할수있도록할것이다. 마지막으로 제3부에서는 비탄성해석을 좀 더 쉽게 하기 위하여 사용되는 능력스펙트럼법의 배경과 이를 이용하여 건축물의 성능점을 찾는 방법과 구조물의 비탄성 지진응답을 평가하는 방법에 대하여 소개함으로써 성능에 기초한 내진설계를 위한 기초 이론을 확실히 이해할수있도록할것이다. 구조동력학에 관한 내용을 여기에 상세히 소개하자면 엄청난 분량이 될 것이므로 여기서는 이 글을 읽는 구조기술자들이 구조동력학에 관한 기초적인 내용을 이해하고 있는 것으로 가정하기로 한다. 그러므로 구조동력학에 대한 기초적 이론을 확실히 이해하고 있지 못한분들은이글을읽기전에먼저구조동력학에관한알기쉬운서적을 먼저 읽도록 추천한다.

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The Evaluation of Seismic Performance for Concrete-filled Steel Piers (콘크리트 충전 강교각의 내진 성능 평가)

  • 정지만;장승필;인성빈
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.6 no.5
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    • pp.53-58
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    • 2002
  • A recent development, a concrete-filled steel(CFS) pier is an alternative to a reinforced concrete bridge pier in an urban area, because of its fast construction and excellent ductility against earthquakes. The capacity of CFS piers has not been used to a practical design, because there is no guide of a seismic design for CFS piers. Therefore, the guide of a seismic design value is derived from tests of CFS piers in order to apply it to a practical seismic design. Steel piers and concrete-filled steel piers are tested with constant axial load using quasi-static cyclic lateral load to check ductile capacity and using the real Kobe ground motion of pseudo-dynamic test to verify seismic performance. The results prove that CFS piers have more satisfactory ductility and strength than steel piers and relatively large hysteretic damping in dynamic behaviors. The seismic performance of steel and CFS piers is quantified on the basis of the test results. These results are evaluated through comparison of both the response modification factor method by elastic response spectrum and the performance-based design method by capacity spectrum and demand spectrum using effective viscous damping. The response modification factor of CFS piers is presented to apply in seismic design on a basis of this evaluation for a seismic performance.

Modification of Response Displacement Method for Seismic Design of Underground Structures under Domestic Conditions (국내 특성이 반영된 지하구조물의 내진설계를 위한 수정응답변위법)

  • 김명철;김영일;조우연;김문겸
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.8 no.2
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    • pp.83-93
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    • 2004
  • In this study. the Modified Response Displacement Method(MRDM) for seismic design of underground box-type structures is proposed. Firstly, to investigate the applicability of the conventional RDM, various parametric studies are performed according to buried depth and soil conditions. Results from the conventional RDM are compared with those of time history analysis in terms of the maximum bending moment and relative displacement. The comparison shows that the velocity response spectrum and the determination method of foundation modulus which significantly influence the accuracy of RDM should be modified. Thus, the modified velocity response spectrum and the new determination method of foundation modulus are proposed under consideration of domestic conditions. In order to demonstrate the accuracy and validity of the proposed MRDM numerical analyses are performed according to different parameters such as depth of base rock, height and width of box, buried depth and soil condition. the comparison with the results of the time history analysis verifies the feasibility of the proposed MRDM for the seismic analysis.

Response Modification Factors and No Collapse Design of Typical Bridges (응답수정계수와 일반교량의 붕괴방지설계)

  • Kook, Seung-Kyu
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.30 no.2
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    • pp.185-189
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    • 2017
  • The purpose of earthquake resistant design for typical bridges is the 'No Collapse Design' allowing emergency vehicles just after earthquakes. The Roadway Bridge Design Code provides design provisions to carry out such 'No Collapse Design' with a ductile mechanism and response modification factors given for connections and substructure play key role in this procedure. In case of response modification factors for substructure, the Roadway Bridge Design Code provides values considering ductility and redundancy. On the other hand, 'AASHTO LRFD Bridge Design Specifications' provides values considering additionally an artificial factor according to the bridge importance categories divided into critical, essential and others. In this study, a typical bridge with steel bearing connections and reinforced concrete piers is selected and different response modification factors for substructure are applied with design conditions given in the Roadway Bridge Design Code. Based on the comparison study of the design results, supplementary measures are suggested required by applying different response modification factors for substructure.

Modified Earthquake resistant design for a concrete bridge in the Low to moderated seismic Region (중약진지역에 위치한 콘크리트교량의 수정내진 설계)

  • 국승규
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.3
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    • pp.11-21
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    • 2000
  • 구조물에 내진설계를 적용하는 목적은 지진에 노출되는 구조물에 안전성과 경제성을 고려한 파괴메카니즘을 부여하는 것이다. 내진설계에 보편적으로 적용하고 있는 응답스펙트럼해석법은 선형해석법으로 구조물의 비선형 동적거동에 의한 영향은 특정 계수로 반영한다. 그러나 기존의 내진설계시방서들이 강진지역에 있는 나라들에 의해 제정 및 개정되어 왔기 때문에 응답스펙트럼 해석법 뿐만 아니라 기타의 적용규정이 강진지역에 위치한 구조물의 상황만을 고려하여 제시되었다. 따라서 중약진지역에 위치한 구조물의 내진설계에 대한 별도의 연구가 요구되고 있다. 이 연구에서는 중약진지역에 위치한 콘크리트 교량을 선정하여 비선형 동적거동을 반영하는 계수를 결정하고 응답스펙트럼 해석법을 적용하였다. 연구 결과 바탕으로 중약진지역의 교량에 대해 내진설계의 목적을 만족하는 개선된 내진설계 절차를 제시하였다.

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Response Modification Coefficient Using Natural Period (고유진동주기를 이용한 응답수정계수)

  • 김희중
    • Computational Structural Engineering
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    • v.9 no.4
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    • pp.229-237
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    • 1996
  • In some current procedures, ground motions from different sources have been scaled by their peak ground accelerations and combined to obtain smoothed response spectra for specific regions. As consideration of the inelastic deformation capacity of structure, inelastic deformations are permitted under seismic ground excitation in all codes. In the ATC(Applied Technology Council) and UBC(Uniform Building Code), the inelastic design spectrum is obtained by reducing the elastic design spectrum by a factor that is independent of structural period. In this study, the average of nonlinear response spectra calculated from a sample of 20 records for each event are constructed to obtain the smoothed response spectra. These response spectra are used to examine the effects of structural strength factors such as the yield strength ratio and damping value. Through the regression analysis of nonlinear response of system for a given damping value and yield strength ratio, the required yield strength for seismic design can be estimated for a certain earthquake event. And a response modification coefficient depending on the natural period for current seismic design specifications are proposed.

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Effect of Demand Spectrums on the Accuracy of Capacity Spectrum Method (요구곡선 산정방법에 따른 능력스펙트럼법의 유효성 평가 및 비교)

  • Kim, Hong-Jin;Min, Kyung-Won;Park, Min-Kyu
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.8 no.3
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    • pp.33-42
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    • 2004
  • While transforming the inelastic system into the equivalent elastic one gives an advantage of simpler analysis, the actual inelastic behavior of the system is hardly modeled in the capacity spectrum method (CSM). Therefore, the accuracy of CSM depends on the precise estimation of equivalent period and damping ratio as well as the modification of the elastic response spectrum and the corresponding demand spectrum. In this paper, the effect of demand spectrums on the accuracy of CSM is evaluated. First, the response reduction factors provided in ATC-40 and Euro Code are evaluated. Numerical analysis results indicated that the acceleration responses obtained using the factor of Euro Code are closer to the actual response than those obtained using the factors of ATC-40. Next, the accuracy of CSM is evaluated constructing the demand spectrum using the absolute acceleration responses and pseudo acceleration responses. The results obtained using the absolute acceleration responses were found to be generally larger than those obtained using the pseudo ones. Since CSM often underestimates the response, the use of absolute acceleration response gives the response relatively closer to the exact ones. However, the difference becomes negligible as the hardening ratio and the yield strength ratio become larger.

Seismic performance of Piers in Seohae Grand Bridge (서해대교 PSM교 교각의 내진성능)

  • 이재훈;손혁수;배성용;박찬민
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.3
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    • pp.67-81
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    • 2000
  • 서해대교는 국내에 교량구조물에 관한 내진설계가 도입되기 전 설계된 교량으로서 현재 내진설계 규준에 적합하지 않은 종방향철근 및 횡방향 철근이 겹침이음된 중공육각형 단면의 철근콘크리트 기둥으로 이미 시공이 완료된 상태이다. 최근, 지진에 대한 사회적 관심이 대두됨으로서 내진 설계 규준에 적합하지 않은 철근상세를 가지 서해대교 PSM교 교각의 내진성능이 의문시되었다. 따라서, 비내진 철근상세를 가진 서해대교 PSM교 교각의내진성능 평가를 위하여 교각의 축소모형 실험을 수행하였으며, 실험결과 종방향철근 겹침이음이 교각의 전체적인 내진거동에는 큰 영향을 미치지 않으며 기대 이상의 연성을 발휘할 수 있는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 축소모형 실험결과에 의한 시험체의 파괴양상, 유효강성, 연성, 응답수 정계수 및 등가점성감쇠비를 분석하였으며, 아울러 가속도변위 응답스펙트럼을 이용하여 서해대교 PSM교 교각의 내진성능을 평가하였다.

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Equivalent Linear System Considering Earthquake Characteristics of MR damper installed in a SDOF (지진하중 특성을 고려한 단자유도 구조물에 설치된 MR감쇠장치의 등가선형시스템)

  • Moon, Byoung-Wooke-Ri;Min, Kyung-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.774-777
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    • 2010
  • 본 논문에서는 MR 감쇠기의 비선형 특성을 등가의 선형감쇠로 치환하기 위한 방법으로 Newmark와 Hall이 제안한 감쇠계수를 이용하였다. 응답스펙트럼의 감쇠율을 나타내는 감쇠기계수는 구조물의 최대변위를 이용하여 등가감쇠비를 추출할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 이러한 응답스펙트럼은 구조물에 작용하는 지진하중의 특성에 따라 경향이 달라진다. 본 논문에서는 기존의 등가감쇠비 산정식을 수정하여 제안하고, 지진하중 특성에 따른 등가감쇠비의 변화를 살펴보았다. MR 감쇠기의 등가감쇠비는 가진하중과 최대마찰력의 비율에 따라 결정되며, 장주기 구조물의 경우 등가감쇠비가 감소한다. MR 감쇠기의 점성은 마찰감쇠와의 상호작용에 의해 단순한 산술합 이상의 감쇠비 증가 효과를 가진다.

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A Study on the Limit State of Steel Structures Under Earthquake (내진해석을 위한 강구조물의 극한상태에 관한 연구)

  • Lee, Seung-Joon;Koo, Min-Se;Chung, Lan;Shin, Dong-Ki
    • Computational Structural Engineering
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    • v.4 no.3
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    • pp.79-88
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    • 1991
  • The procedure of the elastic response spectrum method which is used in the codes of many countries involves the computation of a static horizontal substitute loading resulting from the earthquake. The substitute loading is divided by a behavioral factor in order to take energy dissipation due to the real nonlinear structural behavior and damping effects ect. into account. The behavioral factors widely used in many countries are based not on the exact calculation but only on the empirical data. In order to determine the behavioral factors analytically, it is necessary to define the limit state of structures as a first step. In this work, the methods of the determination of limit state for the steel structures are discussed in the geometric, serviceabile and material apsects, and the behavioral factors for the three types of structures are calculated.

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