• Earthquakes and Structures
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• 제15권3호
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• pp.307-317
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• 2018

The current study explores the soil-structure interaction (SSI) effect on the potential seismic damage of mid-rise non-seismically designed reinforced concrete frames retrofitted by Fibre Reinforced Polymer (FRP). An 8-storey reinforced concrete frame poorly-confined due to transverse reinforcement deficiency is selected and then retrofitted by FRP wraps to provide external confinement. The poorly-confined and FRP retrofitted frames with/without SSI are modelled using hysteretic nonlinear elements. Inelastic time history and damage analyses are performed for these frames subjected to different seismic intensities. The results show that the FRP confinement significantly reduces one or two damage levels for the poorly-confined frame. More importantly, the SSI effect is found to increase the potential seismic damage of the retrofitted frame, reducing the effectiveness of FRP retrofitting. This finding, which is contrary to the conventionally beneficial concept of SSI governing for decades in structural and earthquake engineering, is worth taking into account in designing and evaluating retrofitted structures.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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• pp.271-279
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• 2003

The objective of this study is to evaluate the damage of the reinforced concrete bridge piers. For the purpose of this research, twelve reinforced concrete specimens were fabricated and experimented with quasi-static test method. The selected test parameters are lap splice, axial load ratio, confinement steel ratio and number of loading cycle. The method of evaluate of damage index is the model proposed by Park and Ang. In accordance with this research, the most effective test parameter is lap splice of longitudinal steel. Therefore, the retrofit scheme of reinforced concrete bridge piers with lap splice of longitudinal steel, which was constructed before 1992, must be settled without delay. Otherwise, the effect of axial force is trivial. The more confinement steel is less damage index and more loading cycle lead to raise damage. The damage statement proposed Park and Ang is the same with experimental results.

• 한국지진공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.119-127
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• 2023

In this paper, seismic performance evaluation was carried out for eight circular reinforced concrete columns designed seismically by KRTA[1]and KCI[8]. Primary design parameters for such columns included many longitudinal reinforcements, yield strength of reinforcements, the vertical spacing of spirals, aspect ratio, and axial force ratio. The test results showed that all the columns exhibited stable hysteretic and inelastic responses. Based on the test results, drift ratios corresponding to each damage state, such as initial yielding, initial cover spalling, initial core concrete crushing, buckling, and fracture of longitudinal reinforcement and final spalled region, were evaluated. Then, those ratios were compared with widely accepted damage limit states. The comparison revealed that the existing damage states were considerably conservative. This implies that additional research is required for the damage limit states of such columns designed seismically by current Korean design codes.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권5호
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• pp.635-643
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• 2018

이 연구에서는 지진강도의 범위가 철근콘크리트 교량의 지진취약도 해석에 미치는 영향을 평가하였다. 이 목적을 위해 과거 지진에 의해 손상된 철근콘크리트 교량을 선택하여 비선형 동적 시간이력해석모델을 개발하였다. 총 25개의 계측지진파에 대해 비선형 동적 시간이력해석을 수행하여 교각의 최대 수평변위비를 구한 후, 이 결과를 이용하여 지진취약도 해석을 수행하였다. 지진취약도 해석에서는 최우도법을 사용하여 손상초과확률을 계산하였고, 계측지진파의 지진강도 범위가 지진취약도 곡선에 미치는 영향을 해석적으로 검토하였다. 예측된 해석결과, 실제 교량의 물리적인 손상상태를 반영할 수 있는 합리적인 지진취약도 해석 및 내진성능평가를 위해서는 계측지진파의 지진강도 범위가 매우 중요함을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권1호
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• pp.192-205
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• 2020

Seismic design practices and seismic response analyses of civil structures and nuclear power plants (NPPs) have conventionally used the peak ground acceleration (PGA) or spectral acceleration (S_a) as an intensity measure (IM) of an earthquake. However, there are many other earthquake IMs that were proposed by various researchers. The aim of this study is to investigate the correlation between seismic responses of NPP components and 23 earthquake IMs and identify the best IMs for correlating with damage of NPP structures. Particularly, low- and high-frequency ground motion records are separately accounted in correlation analyses. An advanced power reactor NPP in Korea, APR1400, is selected for numerical analyses where containment and auxiliary buildings are modeled using SAP2000. Floor displacements and accelerations are monitored for the non- and base-isolated NPP structures while shear deformations of the base isolator are additionally monitored for the base-isolated NPP. A series of Pearson's correlation coefficients are calculated to recognize the correlation between each of the 23 earthquake IMs and responses of NPP structures. The numerical results demonstrate that there is a significant difference in the correlation between earthquake IMs and seismic responses of non-isolated NPP structures considering low- and high-frequency ground motion groups. Meanwhile, a trivial discrepancy of the correlation is observed in the case of the base-isolated NPP subjected to the two groups of ground motions. Moreover, a selection of PGA or S_a for seismic response analyses of NPP structures in the high-frequency seismic regions may not be the best option. Additionally, a set of fragility curves are thereafter developed for the base-isolated NPP based on the shear deformation of lead rubber bearing (LRB) with respect to the strongly correlated IMs. The results reveal that the probability of damage to the structure is higher for low-frequency earthquakes compared with that of high-frequency ground motions.

• Smart Structures and Systems
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• 제5권1호
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• pp.95-117
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• 2009

In this paper, the time series based damage detection algorithms developed by Nair, et al. (2006) and Nair and Kiremidjian (2007) are applied to the benchmark experimental data from the National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) in Taipei, Taiwan. Both acceleration and strain data are analyzed. The data are modeled as autoregressive (AR) processes, and damage sensitive features (DSF) and feature vectors are defined in terms of the first three AR coefficients. In the first algorithm developed by Nair, et al. (2006), hypothesis tests using the t-statistic are applied to evaluate the damaged state. A damage measure (DM) is defined to measure the damage extent. The results show that the DSF's from the acceleration data can detect damage while the DSF from the strain data can be used to localize the damage. The DM can be used for damage quantification. In the second algorithm developed by Nair and Kiremidjian (2007) a Gaussian Mixture Model (GMM) is used to model the feature vector, and the Mahalanobis distance is defined to measure damage extent. Additional distance measures are defined and applied in this paper to quantify damage. The results show that damage measures can be used to detect, quantify, and localize the damage for the high intensity and the bidirectional loading cases.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.561-571
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• 2021

2017년 발생한 포항지진은 대규모 지진피해로 인한 장기적인 수습·복구라는 과제를 우리에게 남겨주었다. 기존의 지진대응매뉴얼은 재난업무의 흐름과 장기간 계속되는 지진재난특성을 고려하는 것이 부족하였다. 이에 따라 포항지진과 같이 대규모 지진피해로 인한 국내 지방자치단체의 지진재난대응업무가 실제로 어떻게 이루어졌었는지를 파악하고 기록하는 것은 중요한 일이다. 본 연구는 지진재난특성을 고려하여 2017년 포항 지진 당시 포항시청 각 부서에서 실시하였던 지진재난 관리에 대하여 협업기능별 업무를 시간의 흐름에 따라 분석하였다. 그 결과 지진재난 시 업무와 인력이 가장 많이 필요한 기능은 긴급생활 안정지원, 시설응급 복구, 에너지 기능복구 등으로 나타났다. 또한 기능별 재난대응의 문제점을 분석한 결과, 사전에 피해 예방 및 대비가 각 기능별로 부족했던 것으로 조사되었다. 본 연구는 포항지진 사례를 바탕으로 시간의 흐름에 따라 지진재난 대응 단계를 세분화하고, 각 13개 협업기능에 대한 문제점 분석을 통해 전체적인 지진재난대응업무 프로세스를 제시하였다. 이를 통해 대규모 지진 발생 시 지진재난대응 업무를 수행하는 재난관리자에게 혼란한 재난 상황속에서 효과적으로 업무를 수행할 수 있도록 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.1-8
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• 2005

본 연구는 지진으로 인하여 발생한 건물의 피해액을 보다 객관적으로 예측 평가할 수 있는 ACM(Advanced Component Method) 개발 방법에 관한 것이다. ACM은 지금까지의 재래식 손실 평가방법에 사용된 구조 기술자들의 주관적인 관점과 전문가적 견해에서 탈피하여, 지진의 크기에 따른 구조형식이 각기 다른 건물들의 내진 성글 평가 기술에 바탕을 둔 지진 손실 평가 방법이다. 그 과정을 살펴보면 먼저 선별된 전형적인 건축 구조물에 대하여 비선형 정적 내진 해석인 pushover 해석을 실행하여 그들의 건물 능력도와 각 부재의 비선형 응답을 계산한다. 지진하중은 ADRS(Acceleration-Displacement Response Spectrum)의 응답 가속도와 응답 변위의 형태로 표현하여 이를 건물 능력도와 함께 능력 스펙트럼법(Capacity Spectrum Method) 기법을 이용하여 건물의 내진 성능점을 찾는다. 또한 전체 건물을 주요 구조체인 기둥, 보, 슬래브 등과 비구조체인 비내력 벽판, 외벽 장식용 요소 등을 각각 분리하여 건물 각 부재들의 지진 응답 변위에 따른 피해율을 산출한다. 이들 각 부재들의 피해는 그 부재들의 특성에 따른 적절한 보수보강기법과 그에 따른 비용산정 모델을 이용하여 각 부재의 금전적인 피해액으로 전환한다. 마지막으로 Monte Carlo기법을 이용하여 지금까지 얻은 건물의 응답과 각 부재들의 지진에 따른 피해율, 그리고 그 부재들의 비용산정 모델을 종합하여 전체 건물의 최종의 피해율을 얻는다. 특히, 현존하는 건물에 사용된 재료와 설계 가정 하중의 가변성에 따른 건물 거동에 대한 불확실성 등을 고려하기 위하여 Latin Hypercube 추출 기법을 사용하며, 마지막으로 본 연구의 사례평가를 위하여 과거 일어났던 지진 피해정보와 손실 자료들을 바탕으로 ACM방법과 재래식 방법을 이용한 건물 손실 평가 방법을 비교 분석하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.71-78
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• 2005

우리나라 도로교설계기준(2005)에서 규정하고 있는 내진설계의 기본개념은 인명피해를 최소화하고 설계지진은 구조물 수명동안 발생할 확률이 거의 없다는 것이다. 구조물 내진설계의 가장 상위개념이며 합리적인 내진대책은 인명피해를 최소화해야하며 경제성이 있어야 한다. 결과적으로 최우선의 목표를 만족시키기 위해서는 개별적인 구조물 중심이 아닌 도시 전체를 대상으로 한 거시적인 평가방안이 필요하다. 도시지역에 대한 피해상황은 기타지역과 다른 양상을 나타내며, 도시가 거대해질수록 구조물의 파손에 의한 손실보다는 오히려 이에 수반되는 부가적인 손실이 월등히 클 것이다. 그리고 거시적인 지진재해 평가방법은 인구와 구조물이 밀집되고, 정치 경제활동 등의 중심이 되는 오래된 도시일수록 효과가 탁월할 것이다. 본 연구는 지진재해위험을 합리적으로 예측할 수 있는 지진재해위험지수를 개발하고, 서울특별시를 6개 구역으로 분할하여 상대적인 지진재해위험을 평가하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.59-66
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• 2011

지진재해로 인한 라이프라인의 피해는 구조물의 손상뿐만 아니라, 통신장애, 전력 가스 수자원 등 다양한 생활에너지의 공급에 장애를 발생시킨다. 이러한 지진재해에 효율적으로 대응하기 위해 미국과 일본에서는 HAZUS 및 HERAS와 같은 지진재해평가 시스템을 구축하여 활용하고 있다. 국내에서도 이러한 시스템 구축을 위해 노력하고 있으나, 근본적으로 구조물의 지진 해석을 통한 평가자료가 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 다양한 구조물 중 국내에 시공된 수많은 매설관을 조사하여 관 재질 특성에 따라 연성관과 취성관으로 분류하고 이에 대한 동적 거동을 분석하였다. 다양한 지진하중 하에서 국내 및 미국의 시공기준에 따라 매설관의 동적 거동을 비교 평가하였다. 본 연구를 통하여 미국 HAZUS 프로그램의 알고리즘에 따른 국내의 매설관 손상평가의 적정성을 조사하였다.