• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.137-144
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• 2019

근단층 지역에 위치한 교량은 근단층지반운동에 대한 내진안전성을 확보하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연약지반이 두껍고 다양한 지층으로 구성된 지역에 건설되는 단일형 현장타설말뚝 교량의 지진거동특성과 내진안전성을 분석하였다. 근단층지반운동을 생성하고 지반해석을 수행하여 각 지층에서의 지반가속도이력을 산정하였다. 이 가속도이력을 이용하여 각 지층의 지반을 등가스프링으로 모델화하고, 각 지층에서의 가속도시간이력을 입력지반운동으로 하는 다지점 가진 지진해석을 수행하였다. 근단층지반운동의 특성으로 인하여 교량은 탄성영역 내에서 거동하였지만 최대모멘트의 발생 위치 등이 설계지반운동을 고려할 때와는 상이한 특성을 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.93-96
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• 2008

근단층지반운동(NFGM)은 장주기 성분의 펄스 형태를 갖는 지반운동이다. 이들 근단층지반운동은 1994년 미국 Northridge 지진, 1995년 일본 Kobe 지진, 1999년 터키 Izmit 지진 등과 같은 강진 지역에서 관측되었으며 이들 지진의 진앙이 도시 주변에 위치하여 큰 피해를 초래한 바 있다. 강진 지역에서는 원역단층지반운동(FFGM)에 대해 폭넓은 연구가 수행되었으나 비내진 또는 중저진 지역에서는 NFGM에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 이 연구는 주철근 겹침이음이 없는 RC 교각을 근단층지반운동에 대해서 해석 연구하는 것이다. 2기의 RC교각은 진동대 실험으로 근단층지반운동을 가력하였다. 추가로 2기의 RC교각은 준정적 실험으로 나머지 2개의 RC교각은 유사동적 실험으로 수행하였다. 이 논문은 횡방향 철근비가 증가 할수록 더 큰 PGA에서 철근이 파괴된다는 것을 보여준다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.101-111
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• 2006

이 논문에서는 안정대륙권역(Stable Continental Regions, SCRs)에서의 중규모 지진에 의한 근단층지반운동(Near Fault Ground Motion, NFGM) 모델을 처음으로 제시한다. 근단층지반운동은 큰 진폭의 장주기 속도 펄스를 갖는 특징을 가지고 있다. 이 속도 펄스를 모델링하기 위해서는 그 주기와 진폭을 지진의 규모와 단층거리의 함수로 표현할 수 있어야 한다. 그런데 안정대륙권역에서는 관측 자료가 빈약하여 지진데이터로부터 이 관계식을 직접 유도하는 것은 어렵기 때문에 이 연구에서는 간접적인 접근법을 채택하였다. 속도 펄스의 주기와 진폭은 단층파열의 상승시간과 파열속도의 함수임이 알려져 있고 활성구조권역(Active Tectonic Regions, ATRs)에 속하는 미국 서부지역에서는 실험적 공식이 확립되어 있다. 안정대륙권역에서의 상승시간과 단층파열속도의 지진규모에 대한 함수관계는 WUS와 CEUS에서의 자료를 비교하여 도출하였다. 이 관계식들로부터 안정대륙권역에서의 NFGM의 속도 펄스의 주기와 진폭을 지진규모 및 단층 거리에 대한 관계식으로 유도하였다. 안정대륙권역에서의 NFGM의 가속도 시간이력은 추계학적으로 생성된 원역지진지반가속도에 새로운 관계식에 의한 속도 펄스를 중첩하여 얻어진다. 적용 예제로서 탄소성 단자유도 시스템의 근단층지반운동에 대한 응답을 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.451-458
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• 2008

근단층지반운동 (near fault ground motion, NFGM)은 일반적으로 진앙거리가 약 10 km 이내인 지역에서 관측되는 장주기 성분의 펄스 형태를 갖는 지반운동으로서 단층의 파열 진행 방향이 전단파의 진행방향과 일치한다. 이들 두 파가 유사한 속도를 갖을 경우 서로 간섭을 일으키어 펄스 형태의 속도파를 발생시키며 단층에 수직한 방향의 속도성분에서 큰 펄스가 발생한다. 강진 지역에서는 NFGM에 대하여 많은 연구가 수행되었으나 우리나라와 같은 중저진 지역에서는 매우 미흡한 실정이다. 최근 국내에서도 NFGM에 대한 모델링을 제시되었다. 따라서 이들이 발생할 경우의 피해에 대해 많은 관심이 고조되고 있다. 최근까지 국내에서 수행된 RC 교각에 대한 내진 실험은 축소 모형의 경우 국내에 있는 진동대 용량의 한계 및 지진에 의한 교각 상부 구조물의 가속력 구현 방법의 어려움 등으로 수행하기 힘든 여건이 있었다. 그리고 주로 원역지진지반가속도 (far fault ground motion, 이후 FFGM)를 모형화한 준정적 (Quasi-static) 혹은 유사동적 (Pseudo-dynamic) 실험으로 이루어져 왔다. 그 결과 RC교각은 내진성능을 위하여 충분한 연성도를 확보하고 있어야 하는데 소성힌지영역 내에 주철근의 겹침이음이 있게 되면 겹침이음부의 조기파괴가 발생하게 되어 세계 각국의 내진설계규정은 교각의 소성힌지구간에서 주철근겹침이음을 금지하고 있다. 따라서, 이 연구는 주철근의 겹침이음을 시험변수로 가진 RC 교각의 내진성능을 근단층지반운동에 대해서 평가하기 위해서 축소모형을 제작하고 진동대 실험을 수행하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.69-78
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• 2009

최근의 근단층지반운동인 Northridge 지진(1994, 미국), Kobe 지진(1995, 일본), Izmit 지진(1990, 터키)은 큰 수직성분의 영향으로 건축물 및 교량에 심각한 손상을 주었다. 일반적인 건축구조물의 내진설계에서 지진하중의 수직성분을 고려하여 설계하는 경우는 드물다. 본 연구에서는 지진하중의 수직성분 영향의 고려 유무에 따른 예제구조물의 기둥부재의 축력의 변화와 부재 단부의 소성힌지회전각을 산정하여 시스템의 손상상태를 평가하여 보았다. 해석결과 축력의 증가는 기둥부재의 손상에 의한 전체 구조시스템의 story collapse mechanism의 가능성을 주게 되므로 근단층지반운동이 예상되는 부분에서는 지진하중의 수직성분에 대한 영향을 고려하여야할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.667-673
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• 2010

근단층지반운동은 진앙거리가 약 10 km 이내인 지역에서 관측되는 장주기 성분의 펄스형태를 갖는 지반운동으로서, 도심지에서 발생할 경우 미국 Northridge(1994), 일본 Kobe(1995), 터키 Izmit(1999), 중국 쓰촨성(2008), 아이티지진(2010) 등과 같이 매우 큰 피해를 야기시킨다. 이에 강진지역에서는 NFGM에 대한 많은 연구가 수행되었으나 우리나라와 같은 중약진 지역에서는 매우 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 근단층 지반운동을 받는 철근콘크리트 교각의 거동과 내진성능을 평가하기 위하여 6기의 실험체에 대하여 진동대 실험을 수행하였다. 주요 실험 변수로는 심부구속철근비와 상부질량 크기로서 진동대 실험 결과 심부구속철근비가 적거나 상부질량이 클수록 교각의 내진성능이 저하됨을 알 수 있었다. 또한 진동대 실험 결과를 분석하여 지진동을 받는 교각의 강성변화에 대한 심부구속철근비와 질량의 영향을 분석하였으며, 변위연성도와 강성과의 관계식을 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.71-81
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• 2007

합성 교각의 설계에서 요구 내진성능을 만족하기 위한 철근상세 규정이 명확하지 않은 측면이 있다. 합성 교각은 단면치수를 감소시키고 지진하중하에서 기둥의 연성을 개선하기 위해 제안되었다. 이 논문에서는 400mm 직경을 가진 단일 강재를 콘크리트에 매입한 합성기둥 부재를 5기 제작하여 합성기둥의 내진성능을 연구하였다. 진동대 실험과 유사동적 실험이 수행되었는데 근단층지반운동을 고려한 축소모형의 구조적 거동이 평가되었다. 실험 변수는 횡철근의 간격, 주철근의 겹침이음, 매입 강재 단면으로 설정하였다. 진동대 실험에 의해 평가된 변위연성도가 유사동적 실험에 비해 적게 나타났고 한정연성설계, 주철근의 겹침 이음 50%를 가진 부재가 기준 부재에 비해서 낮은 연성도를 보였다. 강재비는 극한강도에 영향을 미치고 겹침이음과 횡철근 비의 감소는 변위능력을 감소시켰다. 합성 교각의 상세에 따른 에너지 소산능력의 차이는 뚜렷하게 나타나지 않았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.67-68
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• 2009

본 연구는 기존의 실험 방법과 다른 근단층 지반 운동하에서의 진동대 시험을 통해 심부구속 철근비에 따른 내진성능 평가를 비교 분석하였다. 또한 비선형 해석프로그램 SARCF(Seismic Analysis of Reinforced Concrete Frames)로 교각의 손상에 따른 고유진동수의 변화를 해석을 통한 FFT 값과 시험에 의한 FFT 값을 비교 분석하여 진동대 시험에 대한 평가를 하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.93-96
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• 2008

이 논문은 근단층지반운동(NFGM)하에서 내진성능을 평가하기 위한 RC교각의 진동대, 준정적, 유사동적 실험을 다룬다. 5개의 실험체가 수행되었다. 축소 모형을 제작하고 상부구조물의 중량 에 의한 축력의 효과는 프리스트레스에 의해 구현하였다. 지진이 발생할 때 상부 구조물의 횡방향 관성력은 진동대의 제한된 용량 때문에 교각 실험체에 연결한 질량 프레임으로 모사하였다. 특히, 진동대 실험에서 질량 모사 프레임이 교각 모델과 같은 변위로 움직이면서 마찰 효과를 최소화할 수 있도록 고려하였고 이에 대한 검증을 실시하였다. RC교각의 축소 계수를 4.25로 설정 하였다.