• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.14 no.5
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• pp.1-12
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• 2010

This study presents a finite element analysis method that can accurately evaluate the nonlinear behaviour of structures affected by shallow soft subsoils and the soil-structure interaction. A two-dimensional finite element model that consists of a structure and shallow soft subsoil was used. The finite element model was used for a nonlinear time domain analysis of the OpenSees program. A parametric study was performed to investigate the effects of soil shear velocities, earthquake input motions, soft soil depth, and soil-structure interaction. The result of the proposed nonlinear finite element analysis method was compared with the result of an existing frequency domain analysis method, which is frequently used for addressing nonlinear soil behavior. The result showed that the frequency domain analysis, which uses equivalent secant soil stiffness and does not address the soil-structure interaction, significantly overestimated the response of the structures with short dynamic periods. The effect of the soil-structure interaction on the response spectrum did not significantly vary with the foundation dimensions and structure mass.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.86-86
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• 2020

수리구조물에 관한 기존 연구들은 대부분 기능성과 안정성 측면에서 본체에 작용하는 유체력에 대한 안정성에 주안점을 두고 있다. 수리구조물 상·하류의 수위차에 기인한 기초지반내의 흐름 및 간극수압 변화는 하천 구조물의 안정성을 연구하는데 매우 중요하다. 해양에서는 파랑하중에 의한 과잉간극수압이 액상화를 발생시켜 해안구조물의 안정에 큰 영향을 미치는 것으로 보고되며, 이에 관련 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 반면, 하천구조물 주변 지반의 흐름 및 간극수압 뿐 아니라, 액상화에 관한 연구는 아직 미진한 실정이다. 본 연구에서는 수리구조물 주변의 유동 및 와동 현상 뿐 아니라, 수위차에 따른 지반 내부 유동장과 간극수압에 관한 특성을 분석하기 위해 유체-구조물-지반 비선형 상호작용을 고려할 수 있는 수치수조를 새롭게 제안하였다. 그리고 제안하는 수치수조의 타당성 및 유효성을 검증하기 위해 기존 실험값과 비교·검토를 수행하였고, 그 결과는 거의 유사한 경향을 나타내었다. 또한 이 수치수조에 다양한 입사조건(상·하류 수위차)에 적용하여 유체-구조물-지반의 비선형동적상호간섭 해석을 수행하였다. 최종적으로 수치수조에서 측정한 구조물 주변의 유동, 와동, 수위로부터 수리특성을 논의하였다. 게다가 지반내의 흐름과 간극수압을 측정하여 상·하류 수위차가 수리구조물의 안정성에 미치는 영향을 분석할 수 있었다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.5 no.1
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• pp.37-44
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• 2001

면진기술은 주로 저층 구조물의 내진설계에서 적용되는 방법으로 건물과 기초사이에 면진장치를 설치하여 상부로 전달되는 지진하중을 효과적으로 감소시킨다. 그러나 이 방법은 중.고층 구조물에 그대로 적용하기에는 여러 가지 기술적 문제가 따르므로, 구보물의 중간층 일부를 분리시켜 상부로 전달되는 지진력을 감소시킬 수 있을 것이다. 본 노문에서는 저층 뿐만 아니라, 중.고층 정형구조물의 주상복합건물과 같은 비정형 구조물에 대하여 구조물의 중간층 일부를 비선형 면진장치로 면진시키고 그 효과를 분석하였다. 이러한 중간층 면진 구조물의 경우, 고정기초 구조물에 비하여 적은 층간변위나 층전단력이 발생하였으며, 특히 주상복합건물에서 상당한 효과를 볼 수 있었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.317-325
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• 2016

In this study, nonlinear earthquake responses of a soil-structure interaction(SSI) system which is subjected to a three-directional ground motion are examined. The structure and the near-field region of soil, where the geometry is irregular, the material properties are heterogeneous, and nonlinear dynamic responses are expected, are modeled by nonlinear finite elements. On the other hand, the infinite far-field region of soil, which has a regular geometry and homogeneous material properties and dynamic responses is assumed linearly elastic, is represented by three-dimensional perfectly matched discrete layers which can radiate elastic waves into infinity efficiently. Nonlinear earthquake responses of the system subjected to a three-directional ground motion are calculated with the numerical model. It is observed that the dynamic responses of a SSI system to a three-directional motion have a predominant direction according to the characteristics of the ground motion. The responses must be evaluated using precise analysis methods which can consider nonlinear behaviors of the system accurately. The the method employed in this study can be applied easily to boundary nonlinear problems as well as material nonlinear problems.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.1 no.1
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• pp.41-49
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• 1997

This paper presents the result of an international cooperative research on the post-correlation analysis of forced vibration tests and the prediction of earthquake responses of a large-scale seismic test structure. The dynamic analysis is carried out using the axisymmetric finite element method incorporating in finite elements for the for field soil region. Through the post-correlation analysis, the properties of the soil layers are revised so that the best correlation in the responses may be obtained compared with the measured force vibration test data. Utilizing the revised soil properties as the initial linear values, the seismic responses are predicted for an earthquake using the equivalent linearlization technique. It has been found that the predicted responses by the equivalent nonlinear procedure are in excellent agreement with the observed responses, while those using the linear properties are fairly off from the measured results.

• Computational Structural Engineering
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• v.5 no.4
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• pp.13-23
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• 1992

본 소고는 철근콘크리트 구조물에 관련된 현재의 실험적, 해석적 연구의 수준을 정리 요약한 것으로서 이력모델에 따른 철근콘크리트 구조물의 응답과 모델의 선택시에 빈번히 만나게 되는 문제점 및 해석시 응답모델의 선택 등에 대해 기술하였다. 실제적으로 R/C 구조물의 비선형 이력모델은 그 범위가 매우 넓고 다양하기 때문에 일률적으로 설명하기가 매우 어려운 점이 있다. 여기서는 철근콘크리트 구조물의 이력모델의 종류 및 범위에 대하여 소개하고 그 특성 및 형성과정에 대해 간략하게 설명하기로 한다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.223-231
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• 1999

본 연구는 복합하중을 받는 구조물에 있어서 구조물의 안정경계점을 계산하는 방법을 제시하고 있다. 여기에서는 우선 안정경계점에 놓여 있는 기지의 점에 대한 선형해를 일반역행열을 이용하여 선형 증분 평형방정식의 여해와 특이해의 선형결합으로 나타내었다. 다음으로 두 개의 하중계수를 구속하는 선형조건을 도입하고, 그 구속조건하에서 하중계수 비가 일정하게 되도록 반복계산을 수행하므로써, 안정경계점위의 다음 목표점이 얻어진다. 얻어진 이 점을 초기점으로 이용한다. 평형경로를 추적할 때, 본래의 두 개의 하중계수 문제는 하중계수의 비가 일정하다는 조건을 도입하여 단일 하중계수의 문제로 된다. 두 개의 예를 들어 수치해석을 행하였으며, 얻어진 결과로부터 본 연구에서 채택된 방법은 구조물의 경계안정점을 찾는 문제에 적합하며 더욱 개발할 여지가 있음을 보여주고 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.615-619
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• 2012

제방은 유수의 원활한 소통을 유지시키고, 제내지를 보호하기 위하여 하천을 따라 흙으로 축조한 공작물로서, 일반적인 제방의 구조는 제외지와 앞비탈, 둑마루, 뒷비탈 및 측단 등을 포함하는 제방 부지 및 제내지로 구성된다. 제방은 평평한 둑마루를 가지는 선형 구조물이긴 하지만, 하천유역에 존재하는 다른 선형 형태의 구조물 (도로, 교량 등) 에 비해서 일정한 경사도를 가지고 있는 앞비탈 및 뒷비탈을 보유하고 있기 때문에 다른 선형 구조물의 형태와 구분된다. 따라서, 하천유역 매핑 작업 시, 제방부지를 도로 및 교량 등 다른 선형 구조물과 구별하여 추출할 필요가 있다. 본 연구에서는, 항공 LiDAR 자료로부터 헝태학적 영상처리 (Morphological Image Processing) 기법을 이용하여 제방부지를 추출하는 기법을 개발하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.5 no.2
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• pp.59-66
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• 2001

구조물 내진설계의 개념은 기존요구조건이라는 조항으로 시방서에 규정되어 있으며 구조물이 지진발생시에 안전성과 경제성을 최대한 확보할 수 있으며 비선형시간 이력해석을 수행하여 자진시의 동적거동을 기술함으로써 확인할 수 있다. 내진설계에 보편적으로 적용하는 응답스펙트럼해석법은 선형해석법으로 구조물의 비선형동적거동의 영향을 거동계수로 반영하므로 파괴메카니즘 및 기본 요구조건의 만족여부를 거동계수를 구하는 과정으로 결정할 수 있다. 이 연구에서는 내진설계방식에 의해 설계된 약진지역에 의한 화학공장건물의 모델인 3차원 철골뼈대구조물을 선정하고 거동계수를 결정하는 과정을 수행하여 지진시의 동적거동을 확인하였다. 이 연구의 결과, 현 시방서의 응답스펙트럼해석법에 적용되는 거동계수는 강진지역의 구조물의 경우 기능성 및 안정성 한계를 제시하지만 약진지역 구조물의 경우는 실제 동적거동과 무관하다는것과 약진 지역에 위치한 구조물의 내진설계에는 시방서가 제시한 내진설계방식을 적용하는 것이 주요한 사항임을 확인하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.15 no.1
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• pp.19-28
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• 2011

In this study, nonlinear finite element analysis procedures are presented for the structural performance assessment of damaged reinforced concrete structures. A computer program, named RCAHEST (Reinforced Concrete Analysis in Higher Evaluation System Technology), for the analysis of reinforced concrete structures was used. Material nonlinearity is taken into account by comprising tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. This paper defines a damage index based on the predicted inelastic behavior of reinforced concrete structures. The proposed numerical method for the structural performance of damaged reinforced concrete structures is verified by comparison with reliable experimental results.