• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.37 no.2
• /
• pp.133-141
• /
• 2024

Considering fluid-structure-soil interactions, a finite-element model for a liquid-storage tank is presented and the nonlinear earthquake response analysis is formulated. The tank structure is modeled considering shell elements with geometric and material nonlinearities. The fluid is represented by acoustic elements and combined with the structure using interface elements. To consider the soil-structure interactions, the near- and far-field regions of soil are modeled with solid elements and perfectly matched discrete layers, respectively. This approach is applied to the seismic fragility analysis of a 200,000 kL liquid-storage tank. The fragility curve is observed to be influenced by the amplification and filtering of rock outcrop motions at the site when the soil-structure interactions are considered.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.11 no.3
• /
• pp.1053-1058
• /
• 2010

Infinite element approach has been widely used to analysis soil-structure interaction, in which the soil domain is treated as infinite domain. However, most of the developed infinite element has been formulated in the frequency domain rather than the time domain to include the frequency contents of the earthquake or vibration wave. Due to that, those approaches have a critical limitation which is restricted to the linear elastic analysis. To main objective of this research is to develop the infinite element in the time domain to cooperate the inelastic soil and structure behavior. Developed infinite element is verified with the results of finite element analysis modeled in large domain. The nonlinear analysis also conducted to demonstrate the application of developed infinite element. Hence, based on above-mentioned statements, it can be concluded that the propose approach would assist for structure-seismic design.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.22 no.3
• /
• pp.259-265
• /
• 2009

This paper studies the Element Connectivity Parameterization Method(ECP method) for topology optimization considering dynamic compliance. The previous element density based topology optimization method interpolates Young's modulus with respect to design variables defined in each element for topology optimization. Despite its various applications, these element density based methods suffer from numerical instabilities for nonlinear structure and multiphysics systems. To resolve these instabilities, recently a new numerical method called the Element Connectivity Parameterization(ECP) Method was proposed. Unlike the existing design methods, the ECP method optimizes the connectivities among plane or solid elements and it shows some advantages in topology optimization for both nonlinear structure and multiphysics systems. In this study, the method was expanded for topology optimization for the dynamic compliance by developing a way to model the mass matrix in the framework of the ECP method.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2010.04a
• /
• pp.774-777
• /
• 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.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.31 no.2A
• /
• pp.59-69
• /
• 2011

Nonlinear static procedures (NSPs) basing on the concept of performance based seismic design have become one of the promising procedures for seismic evaluation of buildings. Although it needs much less computational cost compared to nonlinear time history analysis (NTHA), its usages are limited to simple structures by its inherent restriction to structures wherein the fundamental mode dominates the response. Several new nonlinear static procedures (Modal Pushover Analysis; MPA and Improved Modal Pushover Analysis; IMPA) which can consider higher modes effect were introduced. Nonetheless, its applicability for complex structures such as cable-stayed bridge has not studied yet. This paper focuses on applicability of nonlinear static procedures for the seismic analysis of cable-stayed bridges. Moreover, reliability indexes which can predict analysis procedure's accuracy are introduced.

• Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
• /
• 2003.03a
• /
• pp.249-258
• /
• 2003

강진을 고려한 지진설계 규준은 약진지역에서는 불필요한 경제적 손실을 가져올 수 있고, 지반-구조물 상호작용을 고려한 성능기준 설계가 합리적인 지진설계를 위해서 중요하다는 것이 인식되었다. 이 연구에서는 연약지반 위에 놓인 단자유도계의 탄성, 비탄성 지진응답 해석을 지반의 비선형성을 고려하여 최대지진가속도를 0.07g와 0.11g로 조정한 11개 중, 약진에 대해 수행하였다. 지진 응답해석은 지반-구조물체계에 대해 유사 3차원 동적해석 프로그램으로 암반에 지진기록을 입력하여 한 단계에 일괄적으로 수행하였다. 연구 결과에 의하면 고정지반이나 선형지반을 가정한 지진응답 스펙트럼은 구조물-지반체계의 실제적인 거동을 보여주지 못하는 것으로 나타났으며, 합리적인 지진설계를 위해서는 지진규준에 정해진 일상적인 설계절차에 따라서 수행하는 것보다 다른 성질을 가진 여러 지반에 대해서 성능기준 지진설계를 수행하는 것이 필요하다. 약진을 받는 연약지반의 비선형성도 입력지진동을 증폭시켜 탄성, 비탄성 지진응답 스펙트럼에 심하게 영향을 미쳤으며, 그 현상은 특히 탄성 응답스펙트럼에서 두드러졌다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.7 no.3
• /
• pp.249-257
• /
• 2005

There are basically two methods for the seismic design of underground structures ; analytical or pseudo-static, and dynamical method. In pseudo-static analysis approach, the ground deformations are imposed as a static load and soil-structure interaction does not include dynamic or wave propagation effects. However the behavior of soil structure interaction is nonlinear, it needs to consider nonlinear soil-structure interaction effects. In this study simplified seismic analysis method to consider soil-structure interaction by iterative procedure is proposed and the results are compared and analyzed by a finite difference computer program.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.10 no.3
• /
• pp.30-38
• /
• 1997

본 논문에서는 선형파괴역학의 관점에서의 파괴강도해석 기법들에 대해서 포괄적으로 논의하였다. 파괴강도해석을 위하여 규정되어야 할 파라메타들의 결정방법들에 대하여 설명하고 이들 파라메타들을 파괴강도설계에 적용시키는 과정들을 압력용기를 예를 들어 체계적으로 설명하였다. 선형파괴강도해석을 근간으로 한 파괴강도설계 방법으로 구조물을 설계하면 파괴응력에 대한 안전계수를 정확하게 산정할 수 있어서 안전성이 제고된 구조물을 설계.제작할 수 있게 될 것이다.

• Journal of KSNVE
• /
• v.7 no.1
• /
• pp.20-29
• /
• 1997

내부공진은 2자유도계 이상의 다양한 비선형 시스템에 존재할 수 있으며 모드 사이의 진동에너지의 교환의 원인이 된다. 위에서 설명한 흡진기의 경우처럼 그 시스템의 동작에 필수적인 요소가 되기도 하며 직사각형 평판의 경우처럼 선형이론 으로는 예측불가능한 진폭변조된 진동을 유발하기도 한다. 이론적인 해석의 결과 다양한 분기와 여러가지 형태의 해를 가지며, 특히 주기적 정상해와 혼돈적인 해를 갖는 것이 밝혀졌다. 이러한 주기적 정상해는 구조물에 따라 여러 가지 형태로 나타 나며 평판의 경우는 진폭변조된 움직이는 파형으로, 본문에서는 언급하지 않았지만 현의 경우는 타원의 퀘적의 크기와 주축의 방향의 변화로 나타난다. 이러한 다양한 해들은 구조물의 종류와 형상에 따라 다른 형태로 나타나며 향후 연구의 대상이라 생각되어진다.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.6 no.1
• /
• pp.44-49
• /
• 1993

이 글에서는 거시적 모델을 사용하여 전단벽체를 수치모델하는 방법에는 여러가지의 방법이 있으며 각기 그 모델들에는 장점과 단점을 지니고 있음을 보았다. 거시적 모델로 구조물을 해석하는 경우에는 전단벽체의 모델과 그에 맞는 반복이력모델의 선정에 주의하여야 한다. 이는 전단벽체의 파괴양상과 비선형거동 등의 복잡한 거동을 한개의 모델을 가지고 일률적으로 적용하지 못한다는 거시적 모델의 한계점 때문이다. 그러나 아직까지 계산기의 발전과 미시적 모델의 한계점을 고려한다면 구조물 비선형해석시 최선의 선택은 미시적 방법보다는 거시적 방법이라하겠다. 거시적 모델을 사용하여 구조물의 3차원 해석 프로그램을 개발한 예를 보았듯이, 3차원 비선형거동까지 고려한다면 거시적방법이 적당하리라고 판단된다.