• 한국지진공학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.63-76
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• 2000

구조물-지반 상호작용에서 알려진 것처럼 구조물 지진응답은 구조물하부 지반조거에 따라 영향을 받는데 UBC-97을 포함한 여러내진설계규준에서 지반사태 영향을 반영하고 있다 이 연구에서는 기초크기 기초밑 지반깊이, 입력지진 작용점 및 기초 근입깊이 등의 영향을 살펴보고 깊은 지반 위에 세워진 구조물의 평균응답스펙트럼을 UBC-97 탄성응답스펙트럼과 비교하기 위해 구조물-지반 상호작용을 고려한 지진해석을 가상 3차원 유한요소법과 부구조물법을 이용하여 1952년 Taft와 1940년 El Centro 지진기록을 주파수영역에서 수행하였다 연구결과에 의하면 기초크기는 구조물 응답에 별 영향이 없고 기초저면 지반깊이는 구조물체계의 고유주기와 최대가속도를 변경시켰다 또 입력지진의 합리적 작용점은 기초저면이라는 것이 확인되었으며 깊은 지반위에 놓인 기초의 근입은 저주기영역에서 구조물 응답을 상당히 줄어들게 하였다 한편 30m 깊은 지반위에 세워진 구조물의 평균가속도와 UBC-97 가속도를 비교한 결과 UBC-97 탄성응답스펙트럼에 의한 구조물 내진설계가 안전하지 못할 수도 있으므로 UBC-97 지진계수의 할증이 필요하다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.63-71
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• 2006

동반논문(II-지반분류 개선방법)에서는 지반의 고유주기를 기준으로 지반을 분류하는 방법이 국내 지반조건에 적합한 지반분류 방법으로 제시하였다. 그러나, 지반분류 방법을 개선하여도 해석결과의 평균 스펙트럼 가속도 값과 재산정된 응답스펙트럼과 차이가 나타나는 부분이 존재한다. 이는 설계응답스펙트럼을 작성에 필요한 증폭계수를 계산하는 방법을 변경해야 해결할 수 있다. 본 논문에서는 국내 지반조건에 적합하도록 증폭계수를 재산정하기 위한 적분구간 변경에 대하여 검토하였다. 검토 결과 장주기 영역의 증폭계수 $F_v$의 적분구간은 현재 주기 0.4초${\sim}$2.0초에서 주기 0.4초${\sim}$1.5초로 변경할 경우 해석결과의 평균 스펙트럼 가속도 값과 설계응답스펙트럼이 비교적 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었고, 기존의 방법보다 국내 지반특성에 더 적합한 설계응답스펙트럼을 작성할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1-10
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• 2011

본 연구에서는 지반운동 라이브러리에서 목표스펙트럼에 근사한 평균응답스펙트럼을 갖는 한 개 혹은 다수의 지반운동을 선정하는 효율적인 방법을 제안하고자 한다. 지반운동 선정 시 목표스펙트럼의 형상과 크기를 맞추어야 하는데 이 두 가지를 독립적으로 고려할 수 있다는 기존 연구결과에 따라 본 연구에서도 형상이 가장 유사한 지반운동을 찾고 크기를 맞추기 위하여 배율조정계수를 사용한다. 형상을 맞추기 위해 각 주기에서 목표스펙트럼과 지반운동 평균응답스펙트럼의 차이 값의 표준편차가 최소가 되도록 하여 선정하는 방법을 제안하였다. 형상이 결정된 후 그 크기를 맞추기 위해 본 연구에서 제안한 배율조정계수를 찾는 방법은 기존 연구와 달리 한번에 찾을 수 있도록 제안하였다. 40개의 지반운동 라이브러리로부터 제안한 방법을 이용하여 목표스펙트럼에 근사한 평균스펙트럼을 갖는 7개의 지반운동기록을 선정한 결과, 그 정확성과 계산소요시간에 있어 모두 만족할만한 결과를 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.11-20
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• 2008

비선형 구조계의 확률론적 지진해석 방법 중 대표적인 것은 지진 재해도 수준에 해당하는 입력지반운동 모델을 사용한 시간이력을 수행하여 그 응답의 확률분포를 예측하는 것이다. 이 연구에서는 널리 사용되고 있는 두 가지 입력지반운동 모델에 따른 구조계 응답의 분포특성 및 파손확률의 차이와 그 원인을 분석한다 입력지반운동 모델로는 실제 지진기록을 배율 조정하여 사용하는 배율조정 입력지반운동과 설계 응답스펙트럼에 상응하는 인공 지진기록을 사용하는 스펙트럼 맞춤 입력지반운동 두 가지를 고려한다. 동일한 지진재해도 수준을 고려한 해석결과 설계 응답스펙트럼에 상응하는 인공 지진기록을 사용한 입력지반운동 모델은 실제 지진기록을 배율 조정한 입력지반운동 모델보다 평균적으로 응답을 크게 평가하였고 이로 인해 파손확률 또한 더 큰 것으로 나타났다 이러한 경향은 연약한 지반에서 더욱 현저한 것으로 나타났다. 이러한 입력지반운동 모델에 따른 파손확률의 차이는 스펙트럼 맞춤 입력지반운동의 목표로 사용된 도로교 설계기준의 설계 응답스펙트럼이 실제 지진기록의 응답스펙트럼보다 장주기로 갈수록 응답을 크게 평가하도록 보수적으로 만들어졌기 때문인 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.65-73
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• 2002

성능에 기초한 설계법에서는 비선형 응답산정이 필수적이며, 이를 위한 방법으로는 비선형시각이력해석법, 비선형 정적해석법, 비선형 효과를 고려한 등가선형해석법 등이 있다. 일부 규준에서는 pushover곡선으로부터 작성한 성능스펙트럼과 선형 응답스펙트럼으로부터 작성한 요구스펙트럼으로 이루어진 능력스펙트럼법을 제안하고 있다. 이 방법은 개념적으로는 간단하나 반복과정이 요구되며, 부정확한 결과를 산출하는 경우가 많다. 이에 따라 시행착오적인 등가선형 스펙트럼대신 비선형스펙트럼을 사용하는 방법들에 대한 연구들이 진행되고 있다. 비선형 요구스펙트럼은 표준적 선형 설계스펙트럼으로부터 결정될 수 있으며, 이 방법은 등가선형의 경우보다는 계산과정이 대폭 줄어들기는 하나 아직도 다소의 연산과정이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 다자유도계의 구조물에 대한 pushover곡선으로부터 구조물의 진동주기와 항복강도를 구한 다음, 일련의 계산과정을 거치지 않고도, 직접적으로 비선형 최대응답을 구할 수 있는 비선형 직접스펙트럼법(NDSM)을 제시하극 집중질량계의 MDF(다자유도계) 모델에 대해 다양한 지진기록과 제하강성저하지수를 변수로 하여 NDSM의 적용성과 신뢰성을 평가하고자 한다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 다자유도계 구조물에 대한 비선형 직접스펙트럼법에 의한 최대변위 응답은 비선형 시각이력해석법에 의한 응답과 거의 일치하므로 실용적인 방법으로 사료된다. 2) 비선형 직접스펙트럼법과 비선형 시각이력해석에 의해 산정된 죄상층 변위 결과를 비교하면, 항복후강성계수가 0.1, MAD(modal adaptive distribution)에 의한 수평정적하중분폰 그리고 제하강성저하지수가 0.2~O.3일 때 평균오차가 가장 줄어드는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.33-42
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• 2004

비선형시스템을 등가의 선형시스템으로 치환하는 것은 해석이 간단하다는 매우 중요한 장점을 제공하지만 구조물의 실제 비선형거동을 정확하게 모델링하지 못하기 때문에 능력스펙트럼법의 정확도는 정확한 등가주기와 등가감쇠비의 산정과 구해진 등가감쇠비에 따른 탄성응답스펙트럼의 수정방법과 그에 따른 요구곡선의 산정에 영향을 받는다. 본 논문에서는 요구곡선의 산정방법에 따른 능력스펙트럼법의 정확성을 분석하였다. 이를 위해 ATC-40과 Euro Code에서 제안한 감소 계수 등의 유효성을 평가하였다. Newmark와 Hall의 수정계수에 기초로 한 ATC-40에서 주어진 감소 계수에 의해 구해진 가속도 응답에 비해 Euro Code에서 주어진 감소 계수를 이용하여 구한 가속도 응답이 실제 평균 응답에 보다 유사함을 알 수 있었다. 그리고 유사가속도 응답을 이용한 방법과 절대가속도 응답을 이용한 방법을 이용하여 요구곡선을 산정하여 능력스펙트럼법의 정확성을 검증해 보았다. 절대가속도 응답을 이용한 결과가 전반적으로 유사가속도 응답을 이용한 결과에 비해 커짐을 알 수 있었고, 능력스펙트럼법이 전반적으로 응답을 과소평가하는 경향이 있어서 이러한 큰 값을 주는 것이 좀 더 정확한 결과를 줌을 알 수 있었다. 하지만 탄성 최대 강도에 대한 항복 강도의 비가 커질수록 그리고 항복 후 강성비가 커질수록 이러한 결과의 차이는 거의 없어짐을 알 수 있었다.

• 전산구조공학
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• 제9권4호
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• pp.229-237
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• 1996

구조물의 내진설계는 일반적으로 설계시방서의 스펙트럼을 이용하여 이루어지고 있다. 각 시방서에서 제시된 스펙트럼은 여러지역에서 발생한 지진파들을 최대 지반가속도로 정규화하여 평탄한 응답을 구하였으며, 구조물의 특성에 따라 증감하여 사용하고 있다. 구조물은 지진하중에 의하여 소성변형을 보이고 있으며, 이러한 구조물의 소성변형 능력을 고려하여 설계시방서에서는 응답수정계수를 사용하고 있다. 그러나, 이러한 응답수정계수는 모든 구조물의 고유진동주기에 대하여 일정한 값으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 각각의 지진파에 대하여 20개의 인공지진파을 작성하여 평탄한 응답스펙트럼을 구하였다. 구하여진 평균 응답 스펙트럼을 사용하여 구조물의 초기항복강도와 감쇠율의 효과를 측정하였으며, 회기분석을 통하여 내진설계시 각 구조물에 요구되는 변위연성도를 얻기 위한 강도계수를 추정하였다. 또한 현재 사용되고 있는 설계시방서의 응답수정계수를 구조물 고유진동주기의 함수로 나타내었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.55-66
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• 2006

본 연구에서는 강성골격곡선으로부터 산정한 구조물의 초기 탄성진동주기 $T_1$와 응답스트럼으로부터 산정한 비선형 유사가속도 $A_{1y}/g$ 및 연성비 ${\mu}$를 사용하여, 반복적인 계산과정 없이 복합구조물의 내진성능을 평가하는 비선형직접스펙트럼법(NDSM)을 고려한다. 다양한 지진과 복합구조물에 대한 NDSM의 신뢰성과 실용성을 비선형시각이력해석(NRHA) 결과와 비교 검토하였다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. (1) NDSM은 강성골격곡선으로부터 기본진동주기와 비선형 항복강도를 구하면, 비선형 응답스펙트럼으로부터 직접적으로 구조물의 비선형 최대응답을 산정할 수 있는 실용적인 방법으로 사료된다. (2) NDSM의 응답을 정산해와 비교한 결과, 대부분의 모델이 단순평균의 관점에서 전체 해석모델 중 3/4이 약 20% 이하의 오차를 나타내었고, 일반적으로 비선형시각이력해석의 응답보다 크게 산정되는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.77-85
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• 1988

본 연구(硏究)에서는 지진(地震)하중을 받는 선형비례감쇠(線形比例減衰) 시스템의 층응답(層應答) 스펙트럼을 random vibration 이론(理論)을 적용하여 계산(計算)하는 방법을 제시(提示)하였다. 해석(解析)방법으로는 모드가속도법(加速度法)을 사용하였으며 구조물(構造物)-기기(機器)의 상호작용(相互作用)은 고려하지 않았다. 입력지진운동(入力地震運動)과 기기(機器)의 응답(應答)을 평균(平均)값이 영(零)인 정상(定常) Gauss 과정(過程)으로 가정하였다. 입력지진(入力地震)의 천이특성을 Vanmarcke 방법(方法)에 따라 첨두계수(尖頭係數) 계산시 고려하였다. 층응답(層應答) 스펙트럼을 공진(共振)과 비공진(非共振)으로 구분(區分)하여 계산하였으며 응답(應答)계산시 구조물(構造物)과 진동체(振動體)의 첨두계수(尖頭係數)는 지반응답(地盤應答) 스펙트럼의 첨두계수(尖頭係數)와 동일(同一)하다고 가정하였다. 적용예(適用例)에서는 시간이력해석(時間履歷解析)의 결과와 비교(比較)함으로써 본 연구(硏究)의 타당성(妥當性)을 입증(立證)하였다. 본(本) 논문(論文)의 해석방법(解析方法)을 사용(使用)하면 비교적(比較的) 정확(正確)한 안전측(安全側)의 결과(結果)를 얻을 수 있으며 시간이력해석법(時間履歷解析法)에 비해 계산시간(計算時間)을 상당(相當)히 절약할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.33-44
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• 2011

비탄성요구스펙트럼의 형상은 구조물의 내진성능평가 결과에 많은 영향을 미친다. 비탄성요구스펙트럼은 강도감소계수를 적용하여 탄성응답스펙트럼을 비례축소시킴으로써 얻어질 수 있다. 이 연구는 기존에 많은 연구자들이 제안한 강도감소계수의 공식을 조사하였다. 이 논문에는 과거에 제안된 공식에 따라 작성된 강도감소계수 곡선과 비탄성요구스펙트럼 곡선의 형상 및 특성을 비교하고 있다. 조사된 공식으로 작성된 강도감소계수 곡선의 평균곡선을 구하고, 회귀분석을 통하여 평균 곡선의 공식을 유도하였다. 비교 연구를 통하여, 새롭게 제안된 강도감소계수 공식에 따라 작성된 비탄성요구스펙트럼의 형상은 기존에 제안된 공식으로 생성한 비탄성요구스펙트럼의 평균곡선과 일치함을 확인하였다.