• Title/Summary/Keyword: 성능에 기초한 내진설계

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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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Deformation Based Seismic Design of Asymmetric Wall Structures (변형에 기초한 비대칭 벽식 주초의 내진설계)

  • 홍성걸;조봉호
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.6 no.1
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    • pp.43-53
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    • 2002
  • Current torsional provisions focus n restricting torsional effect of asymmetric wall structures by proportioning strength of wall based on the traditional assumption that stiffness and strength are independent. Recent studies have pointed out that stiffness of structural wall is dependent on the strength. This implies that actual stiffness of walls can be determined only after torsional design is finished and current torsional provisions may result in significant errors. To overcome this shortcoming, this paper proposes deformation based torsional design for asymmetric wall structures. Contrary to the current torsional provisions, deformation-based torsional design uses displacement and rotation angle as design parameters and calculates base shear for inelastic torsional response directly. Main purpose of deformation based torsional design is not to restrict torsional response but to ensure intended torsional mechanism according to the capacity design concept. Because displacement and rotation angle can be used as performance criteria indicating performance level of asymmetric structures, this method can be applied to the performance based seismic design effectively.

Inelastic Analysis of Steel Frame Structures with Viscoelastic Damper (점탄성 감쇠기가 설치된 철골조 건물의 비탄성 해석)

  • 김진구;최현훈
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.13 no.2
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    • pp.271-278
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    • 2000
  • In this study the effect and applicability of viscoelastic dampers on the seismic reinforcement of steel framed structures are investigated in the context of the performance based design approach. The effect of the damper on dissipating the input seismic energy was investigated with a single degree of freedom system. For analysis models a five-story steel frame subjected to gravity load, a ten-story and twenty-story structure subjected to gravity and wind load were designed. The code-specified design spectrums were constructed for each soil type and performance objective, and artificial ground excitation records to be used in the nonlinear time history analysis were generated based on the design spectrums. Inter-story drift was adopted as the primary performance criterion. According to the analysis results, all model structures turned out to satisfy the performance level for most of the soil conditions except for the soft soil(operational level). It was also found that the seismic performance could be greatly enhanced, and the structures were led to behave elastically by installing viscoelastic dampers on appropriate locations.

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Earthquake Design Method for Structural Walls Based on Energy Dissipation Capacity (에너지 소산능력을 고려한 전단벽의 내진설계)

  • 박홍근;엄태성
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.6
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    • pp.25-34
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    • 2003
  • Recently, performance-based analysis/design methods such as the capacity spectrum method and the direct displacement-based design method were developed. In these methods, estimation of energy dissipation capacity of RC structures depends on empirical equations which are not sufficiently accurate, On the other hand, in a recent study, a simplified method for evaluating energy dissipation capacity was developed. In the present study, based on the evaluation method, a new seismic design method for flexure-dominated RC walls was developed. In determination of earthquake load, the proposed design method can address variations of energy dissipation capacity with design parameters such as dimensions and shapes of cross-sections, axial force, and reinforcement ratio and arrangement, The proposed design method was compared with the current performance-based design methods. The applicability of the proposed method was discussed.

Displacement Based Seismic Design of Asymmetric-Plan Wall Structures (비대칭 벽식구조의 변위에 근거한 내진설계)

  • 조봉호;홍성걸
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • 2001.09a
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    • pp.251-259
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    • 2001
  • 본 논문은 직접 변위 설계법의 기본개념을 이용하여 비대칭 평면을 갖는 벽 식구조의 변위에 근거한 내진설계방법을 제안한다. 제안된 설계방법은 구조시스템의 각 벽체의 강도비와 강성비 및 목적 설계 변위를 결정하고, 직접 변위 설계법에 따라 설계하중은 구하는 과정으로 이루어진다. 탄성 영역에서는 강성 편심을, 비탄성 영역에서는 강도 편심을 주요한 설계변수로 사용하였다 성능에 기초한 내진설계의 개념에 따라 비대칭 평면을 갖는 구조물이 요구되는 성능 수준을 효과적으로 만족할 수 있도록 본 논문은 시스템의 비틀림 미케니즘과 각 벽체의 변형능력을 고려하였다. 제안된 설계방법을 이용하여 중진과 강진 지역에 대해 예제 구조물의 설계하중을 구하고, 최적의 설계방법을 제안하였다.

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Basic Design for Earthquake Resistance of Typical Bridges (일반교량의 내진성능 확보를 위한 기본설계)

  • Kook, Seung-Kyu
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.26 no.1
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    • pp.49-57
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    • 2013
  • Structural elements of typical bridges are superstructure, connections, substuctures and foundations and earthquake resistance is decided with the failure mechanism formed by substuctures and connections. Therefore earthquake resistant design should be carried out in the basic design step where design strengths, e.g. design sections for structural elements are determined. The Earthquake Resistant Design Part of Korean Roadway Bridge Design Code provides two basic design procedures. The first conventional procedure applies the Code-provided response modification factors. The second new procedure is the ductility-based earthquake resistant design, where designer can determine the response modification factors. In this study, basic designs including the two design processes are carried out for a typical bridge and supplements are identified in view of providing earthquake resistance.

A Fundamental Study of Performance Based Seismic Design on the Large Span Structures: The Characteristics of Elasto-Plastic Earthquake Responses of a Steel Frame with Membrane Roof (공간구조물의 성능기초 내진설계에 관한 기초연구: 강구조 골조막 구조의 탄소성 지진응답특성)

  • Nakazawa, Shoji;Cheong, Myung-Chae;Kato, Shi;Yoshino, Tatsuya;Oda, Kenshi
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.7 no.2 s.24
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    • pp.35-44
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    • 2007
  • The characteristics of elasto-plastic responses of a gymnasium building which is a steel braced frame with membrane roof is discussed as a basic research on the performance based seismic design of large span structures, in this paper. Under the strong earthquake motions, the formation of plastic hinges on braces attached by the bottom frame make reduce down the stresses and displacements of upper structures, and vertical acceleration of the membrane is tend to increase but maximum response of strain and corresponding stresses are tend to be reduced.

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Seismic Design of Steel Moment Connections with Welded Straight Haunch (용접 수평헌치로 보강된 철골 모멘튼 접합부의 내진설계)

  • 이철호
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.4
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    • pp.73-81
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    • 2000
  • 본 연구에서는 용접 수평헌치로 보강된 철골 모멘트 접합부의 내진설계법을 제시하고자 한다. 최근의 실험결과에 의하면 보의 하부를 수평헌치로 용접하는 방안은 취약한 내진성능이 드러나 기존 철골 모멘트 접합부의 내진보강이나 내진성능이 뛰어난 건물의 구축에 매우 효과적임을 알 수 있다. 용점 삼각헌치로 보강된 접합부의 설계법은 최근에 미국의 연구자들에 의해 제시된 바가 있다. 그러나 이 설계법은 응력 전달 메커니즘이 상이한 수평헌티 접합부의 설계에는 적용될수 없다. 본 논문에서는 우선 수평헌치와 보의 상호작용 및 변형의 적합 조건을 고려하여 도출된 단순화된 해석적 응력전달 모형을 간략히 기술한다. 이를 기초로 수평헌치 접합부의 단계별 내진 설계절차를 제안한다. 아울러 헌티단부의 응력집중을 줄이는데 매우 효과적인 디테일도 제시하고자 한다.

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A Study on the Quakeproof Top-Base (내진형 팽이말뚝기초에 대한 연구)

  • Park, Sung-Jin;Baek, Joo-Eun;Jeon, Du-Jun
    • Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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    • 2017.11a
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    • pp.229-230
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    • 2017
  • 본 논문에서는 최근 대두되고 있는 지진에 대한 문제를 담고 있다. 우리나라에서는 2016년 발생한 경주지진(진도 5.8)을 계기로 내진설계기준이 한층 강화되고 의무화 되었으며 이로써 내진 성능을 가진 기초 형식이 더욱 필요하게 되었다. 내구성, 경제성, 시공성, 내진 등이 뛰어난 설계기초 공법의 하나로 팽이말뚝 기초공법이 있으나 일반 팽이말뚝기초 공법으로는 지진 시 발생하는 지반 진동으로 인한 구조물 피해를 충분히 감당하기 어렵다. 따라서, 팽이말뚝기초의 장점(경제성, 안정성, 시공성)을 살리면서 구조물과 팽이말뚝 사이에 쇄석층을 두어 진동 전달을 차단하고, 팽이말뚝 상호를 힌지로 연결하여 지반 변형에 따라 유기적으로 변형을 갖게 하고 지반의 지지력 상승과 침하량 감소의 효과를 볼 수 있고 지진시 진동 충격을 흡수하여 지진 시 피해를 줄일 수 있는 내진형 팽이말뚝을 개발하고자 한다.

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A Consideration of Earthquake Simulation Test for Telecommunication Equipment Rack (통신 장치랙 지진모사 실험에 대한 고찰)

  • Kang, Wang-Kyu;Han, Jin-Woo;Woo, Byung-Soo
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 2007.08a
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    • pp.296-301
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    • 2007
  • 2007년 1월 20일 20시 56분경 오대산 부근에서 발생한 지진이 제주도를 제외한 전국에서 감지되어 우리 생활에 직접적인 영향을 끼치는 등 더 이상 우리나라도 지진에 안전한 나라가 아니라는 것이 입증되고 있으며, 정부에서도 자연재해대책법에 통신설비에 대한 내진설계 의무화 규정을 포함시켜 현재 시행을 눈앞에 두고 있는 시점에서 통신시설물에 대한 내진성능 평가와 내진대책 수립이 절실히 요구되고 있다. 따라서, 본 논문에서는 지진 발생시에 가장 민감하게 반웅하며 피해가 클 것으로 예상되는 통신 장치랙에 대하여 전력설비의 내진성능 검증에 사용되는 인공 지진파와 미국에서 측정한 실측 지진파를 진동대에 입력, 지진모사 실험을 실시하여 지진시 발생할 수 있는 통신장비의 기능 이상 유무를 확인하고 동적 거동 특성을 분석함으로써 장치랙이 보유한 내진성능을 도출하여 보았다. 이러한 지진모사 실험은 향후 통신 장치랙의 내진성능을 평가하는 기준을 수립하는데 중요한 기초자료로 활용될 것이라 판단된다.

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