• 한국지진공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.61-69
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• 2011

이 논문에서는 근래에 널리 사용되는 면진 장치인 폴리우레탄 스프링 복원형 디스크 받침의 동적거동에 영향을 미치는 구성재료의 인자에 대한 분석을 수행한 후, 그 결과를 이용하여 받침의 거동을 예측하여 거동 시험결과와 비교하였다. 여기서 동적거동에 영향을 미치는 인자로는 속도와 접촉압력에 따라 변하는 불소수지판(PTFE, PolyTetraFluoroEthylene, 폴리테트라플루오로에틸렌)의 마찰계수와 변형률에 따라 변화하는 폴리우레탄 스프링의 탄성계수가 고려되었다. 불소수지판은 W-PTFE virgin 제품을 사용하였고, 폴리우레탄 스프링은 직접 제작한 것을 사용하였다. 접촉압력, 속도에 따른 마찰계수 변화와 변형률에 따라 변하는 폴리우레탄 스프링의 탄성계수를 모사하는 식은 각각의 시험결과로부터 역추정 하여 사용하였다. 동특성 영향인자를 고려한 거동의 예측 결과는 동특성이 고려되지 않고 정적 인자만을 고려한 예측 결과보다 시험결과와 더 적절한 일치성을 보여주었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.21-28
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• 2008

CFT(Concrete Filled Steel Tube)기둥은 부재의 합성효과와 경제적인 측면 때문에 최근 고층건물 시공 시 널리 쓰이고 있다. 그러나 기존의 연구문헌을 살펴보면 CFT 기둥은 강관의 항복이후 강관의 일정지점에 국부좌굴이 생기는 단점을 지니고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 예상 국부좌굴부위를 탄소섬유쉬트로 보강하여 국부좌굴을 방지하거나 지연시키는 TR-CFT (Transversely Reinforced Concrete Filled Steel Tube) 기둥에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트를 사용한 TR-CFT기둥의 실험을 수행하였으며 휨내력에 대한 해석을 수행한 결과 실험값과 해석값이 잘 일치하였다. 또한 기존의 ACI 318 설계법은 강관내부에서 발생하는 콘크리트에 대한 구속효과를 고려하지 않아 저평가가 되어있음을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권6호
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• pp.1021-1038
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• 2016

Considerable part of reinforced concrete building has suffered from destructive earthquakes in Turkey. This situation makes necessary to determine nonlinear behavior and seismic performance of existing RC buildings. Inelastic response of buildings to static and dynamic actions should be determined by considering both flexural plastic hinges and brittle shear hinges. However, shear capacities of members are generally neglected due to time saving issues and convergence problems and only flexural response of buildings are considered in performance assessment studies. On the other hand, recent earthquakes showed that the performance of older buildings is mostly controlled by shear capacities of members rather than flexure. Demand estimation is as important as capacity estimation for the reliable performance prediction in existing RC buildings. Demand estimation methods based on strength reduction factor (R), ductility (${\mu}$), and period (T) parameters ($R-{\mu}-T$) and damping dependent demand formulations are widely discussed and studied by various researchers. Adopted form of $R-{\mu}-T$ based demand estimation method presented in Eurocode 8 and Turkish Earthquake Code-2007 and damping based Capacity Spectrum Method presented in ATC-40 document are the typical examples of these two different approaches. In this study, eight different existing RC buildings, constructed before and after Turkish Earthquake Code-1998, are selected. Capacity curves of selected buildings are obtained with and without considering the brittle shear capacities of members. Seismic drift demands occurred in buildings are determined by using both $R-{\mu}-T$ and damping based estimation methods. Results have shown that not only capacity estimation methods but also demand estimation approaches affect the performance of buildings notably. It is concluded that including or excluding the shear capacity of members in nonlinear modeling of existing buildings significantly affects the strength and deformation capacities and hence the performance of buildings.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.193-203
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• 2024

Existing reinforced concrete (RC) building frames constructed before the seismic design was applied have seismically deficient structural details, and buildings with such structural details show brittle behavior that is destroyed early due to low shear performance. Various reinforcement systems, such as fiber-reinforced polymer (FRP) jacketing systems, are being studied to reinforce the seismically deficient RC frames. Due to the step-by-step modeling and interpretation process, existing seismic performance assessment and reinforcement design of buildings consume an enormous amount of workforce and time. Various machine learning (ML) models were developed using input and output datasets for seismic loads and reinforcement details built through the finite element (FE) model developed in previous studies to overcome these shortcomings. To assess the performance of the seismic performance prediction models developed in this study, the mean squared error (MSE), R-square (R²), and residual of each model were compared. Overall, the applied ML was found to rapidly and effectively predict the seismic performance of buildings according to changes in load and reinforcement details without overfitting. In addition, the best-fit model for each seismic performance class was selected by analyzing the performance by class of the ML models.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권5호
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• pp.743-767
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• 2020

Due to the impressive flexural performance, enhanced compressive strength and more constrained crack propagation, Fibre-reinforced concrete (FRC) have been widely employed in the construction application. Majority of experimental studies have focused on the seismic behavior of FRC columns. Based on the valid experimental data obtained from the previous studies, the current study has evaluated the seismic response and compressive strength of FRC rectangular columns while following hybrid metaheuristic techniques. Due to the non-linearity of seismic data, Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) has been incorporated with metaheuristic algorithms. 317 different datasets from FRC column tests has been applied as one database in order to determine the most influential factor on the ultimate strengths of FRC rectangular columns subjected to the simulated seismic loading. ANFIS has been used with the incorporation of Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic algorithm (GA). For the analysis of the attained results, Extreme learning machine (ELM) as an authentic prediction method has been concurrently used. The variable selection procedure is to choose the most dominant parameters affecting the ultimate strengths of FRC rectangular columns subjected to simulated seismic loading. Accordingly, the results have shown that ANFIS-PSO has successfully predicted the seismic lateral load with R² = 0.857 and 0.902 for the test and train phase, respectively, nominated as the lateral load prediction estimator. On the other hand, in case of compressive strength prediction, ELM is to predict the compressive strength with R² = 0.657 and 0.862 for test and train phase, respectively. The results have shown that the seismic lateral force trend is more predictable than the compressive strength of FRC rectangular columns, in which the best results belong to the lateral force prediction. Compressive strength prediction has illustrated a significant deviation above 40 Mpa which could be related to the considerable non-linearity and possible empirical shortcomings. Finally, employing ANFIS-GA and ANFIS-PSO techniques to evaluate the seismic response of FRC are a promising reliable approach to be replaced for high cost and time-consuming experimental tests.

• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.613-628
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• 2011

한반도에서 측정되고 있는 시계열 지자기 자료에 대해 결측 자료에 대한 복원과 측정 자료에 기반한 예측, 그리고 기관별 관측 자료에 대한 잡음도를 분석하였다. 결측 자료의 복원을 위해 주성분 분석을 통한 최적화 기법과 지구 통계학적 접근에 의한 방법을 적용하고 그 효과를 비교하였다. 주성분 기법은 자료의 주기성을 효율적으로 반영하는 특성을 보였으며, 지구통계학적 방법은 안정적인 복원 능력을 보였다. 관측소 별 잡음도를 파악하기 위해 이천 및 청양에서 동일 기간에 관측한 지자기 자료에 대해 공간적 분산성을 스캐터그램을 이용해 파악하였다. 그 결과 청양 관측소의 자료가 이천 관측소의 자료보다 연속적이며 안정적인 측정이 이루어진 것을 알 수 있었으며, 복원을 위한 크리깅 추정에서도 실제 자료의 추정이 매우 정확하게 이루어졌다. 결측자료의 복원의 경우 20분 이내의 결측 자료에 대해서는 크리깅 기법과 주성분 기법 모두 유사한 결과를 보였으나, 그 이상의 결측에 대한 복원과 지자기 자료의 예측이 필요한 경우에는 주성분 기법을 적용해야 주파수 영역에서의 특성이 실제와 더욱 유사하게 나타났다. 또한 지자기 자료의 예측을 위해서는 주성분 분석이 효율적으로 이용될 수 있음을 파악하였으며, 하루 정도의 지자기장을 예측할 수 있는 것으로 보인다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권4호
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• pp.431-440
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• 2017

2016년 9월 12일 발생한 경주지진(ML 5.8)과 2017년 11월 15일 발생한 포항지진($M_L$ 5.4)으로 전례없는 피해가 발생하였으며, 이에 지진 유발 산지토사재해 관련 국내외 기초자료의 조속한 구축과 심층적 분석이 필요한 실정이다. 이 연구에서는 국외의 지진 유발 산지토사재해에 관한 선행연구를 수집 및 분석한 후, VOSviewer 프로그램을 이용한 텍스트마이닝과 동시출현단어 분석을 통하여 연구주제에 따른 연구영역을 구별하였으며, 이후 각 연구영역별로 시 공간적인 연구동향을 파악하였다. 그 결과, 2005년 이후 지진 유발 산지토사재해 관련 연구가 급격히 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 최근 중국, 대만 및 일본 등지에서 발생한 대규모 지진의 영향으로 사료된다. 국외 지진 유발 산지토사재해에 관한 연구영역은 (i) 재해발생의 메커니즘에 관한 연구영역, (ii) 재해발생에 영향을 미치는 강우인자에 관한 연구영역, (iii) 항공 위성사진을 이용한 지진 유발 산지토사재해 위험지 예측에 관한 연구영역, (iv) 재해발생 모델링을 통한 재해위험지도 작성에 관한 연구영역으로 구분되었으며, 이들 연구영역은 상호간에 깊은 연관성을 지니고 있는 것으로 판단된다. 이렇게 구분된 각 연구영역이 전체 연구논문 중에서 점유하고 있는 비율을 파악한 결과, 1987년 이래 누적 연구논문수가 총 연구논문수의 50%에 해당하는 연도를 중심으로 모든 연구영역의 연간 연구비율이 증가한 것으로 나타났으며, 특히 '항공 위성사진을 이용한 지진 유발 산지토사재해 위험지 예측'에 관한 연구영역의 연구비율이 상대적으로 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 활발한 연구성과는 최근 중국을 대상으로 한 연구논문이 급격히 증가하였기 때문으로 추정되며, 이외에 대만, 일본, 미국 등에서 수행된 연구논문들 역시 모든 연구영역에서 연구성과의 증가에 영향을 준 것으로 추정된다. 이러한 연구결과는 국내의 지진유발 산지토사재해 관련 미래 연구의 방향을 제시하기 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.33-38
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• 2017

지진 발생시 도시 고도화에 따른 라이프라인 시설물의 피해가 증가하고 있다. 피해 예측을 위해 피해예측기술을 통한 라이프라인 시설물의 피해저감기술 분석이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 라이프라인 시설물중 하수도관의 피해예측즉기술개발을 위한 일환으로서써 지진취약도 평가를 통해 지진발생시 구조물의 취약 정도를 확률론적으로 평가하였다. 실제 도시지역 지반의 응답을 도출하기 위해서 서울시 지역 158개의 시추공데이터와 7개의 실측지진파를 통해 부지응답해석을 수행하였고, 총 29822번의 시간이력해석을 통해 지진취약도를 도출하였다. 그리고 내구연한이 지난 하수도관 평가를 위해 황산염침식에 의한 강도 감소 연구결과를 적용하여 평가하였다. 결과적으로 대표단면 중 관경이 가장 작은 관 300과 800의 파괴확률 차이가 약 2배정도 차이가 나는 것을 확인하였고, 관경의 크기가 지진취약도 함수에 미치는 영향이 크다는 것을 알 수 있었다. 그리고 강도감소율이 커짐에 따라 지진하중에 대한 파괴확률이 최대 10배 이상 높아지는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과를 이용하여 하수도관의 피해 예측 및 대응방안에 대한 수단으로 활용될 수 있으며, 지하 시설물에 대한 내진설계에도 반영될 수 있을 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.59-70
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• 2003

한반도 남동부에서 관측된 지진기록을 이용하여 스펙트럼 감쇠상수 $\chi$와 응력강하상수를 계산하였다. 특히, 스펙트럼 감쇠상수 $\chi$는 관측소별로 부지고유의 특성을 반영하여 새로운 방법으로 계산하였다. 이 방법은 2단계의 계산과정으로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 코다(coda)파 정규화법을 이용하여 광역적 상수인 비탄성감쇠 Q를 역산하고, 이로부터 스펙트럼의 거리종속적인 감쇠효과를 일으키는 $\chi$$_{q}$값을 계산한다. 두 번째 단계에서는 앞서 계산된 $\chi$$_{q}$값을 관측소별로 동일하게 적용하여 거리와 무관한 스펙트럼 감쇠효과인 부지고유의 $\chi$$_{s}$값을 추정한다. 관측소에 관계없이 평균적으로 계산된 $\chi$값의 진원거리(R)에 따른 경향은 0.016+0.000157R이다. 응력강하상수는 1999년 경주근방에서 세 차례 발생한 지진의 관측자료를 이용하여 조남대와 박창업 방법으로 계산하였으며, 그 결과는 92-bar이다. 이들 상수를 이용하여 추계학적 모사법으로 한반도 남동부에서 발생 가능한 강지진동의 최대지반운동과 주파수에 따른 특성을 간접적으로 추정하였다. 이러한 추계학적 모사의 결과를 바탕으로 진원거리에 따른 지진동 감쇠공식을 유도하였으며 기존의 국내연구와 비교, 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.369-376
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• 2003

본 논문에서는 가압경수로(PWR) 고준위폐기물을 깊은 지하 500m에 처분 시 사용되는 처분용기 및 이를 보호하기 위하여 50㎝ 두께로 처분용기 주위를 감싸고 있는 벤토나이트 버퍼의 복합구조물에 지진 등의 지각 변동에 의하여 갑작스럽게 10㎝의 수평한 암반 전단력이 대칭적으로 가해졌을 때, 처분용기의 안전성(붕괴)을 예측하기 위하여 「처분용기+벤토나이트 버퍼」 복합 구조물에 대한 비선형 구조해석을 수행하였다. 복합구조물을 구성하고 있는 물질들은 탄소성체로 가정하였으며, 대변형 발생 시 항복을 예측하는 항복조건식으로는 처분용기를 구성하고 있는 금속물질(구리, 주철)에 대하여 von-Mises 항복조건식을, 벤토나이트 버퍼물질에 대하여는 Drocker-Prager 항복조건식을 적용하였다. 해석 결과들을 분석하면 비록 10㎝의 수평한 대칭 암반 전단력에 대하여 벤토나이트 버퍼에는 항복점을 훨씬 상회하는 대변형이 발생하였지만, 내부의 처분용기를 구성하고있는 주철 및 구리에는 여전히 매우 작은 탄성변형 및 항복응력보다 작은 응력이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 따라서 갑작스런 10㎝의 수평한 암반 전단력에 대하여 50㎝ 두께의 벤토나이트 버퍼는 안전하게 내부의 처분용기를 보호하고 있음을 알 수가 있다. 해석결과는 또한 벤토나이트 버퍼의 전단변형에 의하여 처분용기에 휨변형이 발생함을 보여주고 있다.