• Structural Engineering and Mechanics
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• 제88권4호
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• pp.311-322
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• 2023

Riverine flood is one of the critical natural threats to river-crossing bridges. As floods are the most-occurred natural hazard worldwide, survival probability of bridges due to floods must be assessed in a speedy but precise manner. In this regard, the paper presents a reliability-based approach for a rapid assessment of failure probability of vulnerable bridge components under floods. This robust method is generic in nature and can be applied to both concrete and steel girder bridges. The developed methodology essentially utilizes limit state performance functions, expressed in terms of capacity and flood demand, for probable failure modes of various vulnerable components of bridges. Advanced First Order Reliability Method (AFORM), Monte Carlo Simulation (MCS), and Latin Hypercube Simulation (LHS) techniques are applied for the purpose of reliability assessment and developing flood fragility curves of bridges in which flow velocity and water height are taken as flood intensity measures. Upon validating the proposed method, it is applied to a case study bridge that experiences the flood scenario of a river in Gujarat, India. Research outcome portrays how effectively and efficiently the proposed reliability-based method can be applied for a quick assessment of flood vulnerability of bridges in any flood-prone region of interest.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권2호
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• pp.187-197
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• 2020

Ground motion records are commonly used for fragility curves (FCs) developing utilized in seismic loss estimating analysis for earthquake prone zones. These records could be 'real', say the recorded acceleration time series or 'simulated' records consistent with the regional seismicity and produced by use of alternative simulation methods. This study has focused on fragility curves developing for masonry buildings through computational 'simulated' ground motion records while evaluating the properness of these fragilities compared to the curves generated by the use of 'real' records. Assessing the dynamic responses of structures, nonlinear computational time history analyses through the equivalent single degree of freedom systems have been implemented on OpenSees platform. Accordingly, computational structural analyses of multi-story 3D frame structures with different stiffening members considering soil interaction have been carried out with finite element software according to (1992) Earthquake East-West component. The obtained results have been compared to each frame regarding soil interaction. Conclusion and recommendations with the discuss of obtaining findings are presented.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.194-197
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• 2006

This study represents results of fragility curve development for 4-span continuous bridge. 2 type bridge model is chosen frame type and 2-roller 1-hinge type. To research the response of bridge under earthquake excitation, Monte Carlo simulation is performed to study nonlinear dynamic analysis. For nonlinear time history analysis a set of 150 synthetic time histories were generated. Fragility curves in this study are represented by lognormal distribution functions with two parameters and developed as a function of PGA. Five damage states were defined to express the condition of damage based on the actual experimental damage data of bridge column. As a result of this research, the value of damage probability corresponding to each damage state were determined and frame type bridge are favorable under seismic event.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.36-46
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• 2012

작년 3월에 발생한 일본 대지진으로 인해 우리나라 역시 간접피해 등을 우려하며, 지진에 대한 피해를 최소화 할 수 있는 설계방법의 필요성과 기존 구조물의 내진 성능 향상에 대한 관심이 더욱 증가하고 있다. 사회기반시설물인 교량 등의 손상 붕괴는 사회적 경제적으로 미치는 파급효과가 커 이러한 구조물에 대한 내진성능의 평가가 상당히 중요하게 부각되고 있다. 내진성능에 대한 검토방법들은 많지만 결정론적 방법에 의한 것이 대다수로, 지진에 대한 구조물의 안전성 평가에는 손상단계에 따른 취약성 또는 손상도를 평가하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 납면진받침(LRB)과 탄성마찰포트받침(RFPB)을 사용한 PSC Box Girder 교량에 대하여 지진의 특성인 PGA, PGV, SA, SV, SI에 대한 손상도 곡선을 구하고, 두 지진 격리 장치의 성능을 비교 평가하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.41-52
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• 2005

서울시 모델 구역의 건축물을 대상으로 가상 시나리오 지진에 의한 피해를 추정하였다. 다양한 주거 및 구조 특성을 대표할 수 있고 지반 증폭 효과를 고려할 수 있는 지역을 모델 구역으로 선정하였다. 모델 구역 내 건축물은 구조 형식에 따라 11 종류로 분류하였으며 HAZUS에서 제시한 값을 사용하여 역량 곡선(capacity curve)과 취약도 곡선(fragility curve)을 생성하였다. 가상 시나리오 지진의 지반 운동은 인공 지진 운동 생성 방법을 사용하여 생성하였으며 모델 구역을 표토층 두께에 따라 3개의 구역으로 나누고 지반응답해석을 수행하였다. 건축물의 피해 확률은 역량 스펙트럼 방법과 취약도 곡선을 사용하여 계산하였다. 최종적으로 GIS 데이터베이스를 활용하여 모델 구역 내 건축물의 전반적 피해 정도를 추정하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.147-162
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• 2020

This paper presents a novel precast energy dissipation shear wall (PEDSW) structure system that using mild steel dampers as dry connectors at the vertical joints to connect adjacent wall panels. Analytical studies are systematically conducted to investigate the seismic performance of the proposed PEDSW under sequence-type ground motions. During earthquake events, earthquake sequences have the potential to cause severe damage to structures and threaten life safety. To date, the damage probability of engineering structures under earthquake sequence has not been included in structural design codes. In this study, numerical simulations on single-story PEDSW are carried out to validate the feasibility and reliability of using mild steel dampers to connect the precast shear walls. The seismic responses of the PEDSW and cast-in-place shear wall (CIPSW) are comparatively studied based on nonlinear time-history analyses, and the effectiveness of the proposed high-rise PEDSW is demonstrated. Next, the foreshock-mainshock-aftershock type earthquake sequences are constructed, and the seismic response and fragility curves of the PEDSW under single mainshock and earthquake sequences are analyzed and compared. Finally, the fragility analysis of PEDSW structure under earthquake sequences is performed. The influences of scaling factor of the aftershocks (foreshocks) to the mainshocks on the fragility of the PEDSW structure under different damage states are investigated. The numerical results reveal that neglecting the effect of earthquake sequence can lead to underestimated seismic responses and fragilities, which may result in unsafe design schemes of PEDSW structures.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.171-180
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• 2011

최근 발생한 일본 대지진으로, 지진에 대한 피해를 최소화 할 수 있는 내진 설계의 필요성과 기존 구조물의 성능 향상에 대한 관심이 더욱 증가하고 있다. 사회기반시설물인 교량 등의 손상 붕괴는 사회적 경제적으로 미치는 파급효과가 커 이러한 구조물에 대한 내진성능의 평가가 상당히 중요하게 부각되고 있다. 내진성능에 대한 검토방법들은 결정론적 방법에 의한 것이 대다수로 각각의 부재에 대한 안전성 수준의 평가에는 실용적이지만 전체의 안전성 평가에는 실용적이지 못해 지진에 대한 구조물의 안전성 평가에는 손상단계에 따른 취약성 또는 손상도를 평가하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 탄성마찰포트받침(RFPB)을 사용한 Steel Box 교량에 대하여 지진의 특성인 PGA, PGV, SA, SV, SI 에 대한 손상도 곡선을 구하고, 이를 마찰포트받침(FPB)을 갖는 교량의 손상도곡선과 비교함으로써 두 지진 격리 장치의 성능을 비교 평가하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.25-35
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• 2006

본 연구에서는 GIS 및 지진취약도 분석기법이 결합된 방법에 의한 교통망 시스템의 방재 시스템 구축방안의 국내 적용성을 검토하였다. 연구대상으로는 경상남도 창원시의 교통망을 선택하였고, 지진취약도 분석을 위해 먼저 창원시에 위치한 교량 8개를 선택하고 기본 외관 조사를 수행하였으며, 이를 바탕으로 교량의 FE 모델을 만들었고, 국내 표준 설계 시방서에 의한 응답스펙트럼에 기준하여 인공지진을 생성하고 비선형 해석을 수행하였다. 또한, 각 결과를 500년, 1000년 및 2400년 재현주기를 가지는 지진위험도 곡선 (Seismic Hazard Curve)과 중첩하여 각 교량의 확률적 위험도 및 교통망의 확률적 위험도를 분석하였다. 본 논문에서는 지진 취약도 분석 기법을 활용하여 교량 구조물의 지진 안전도를 분석하였고 그 결과와 GIS를 이용한 네트워크의 지진에 의한 피해를 예측하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.45-53
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• 2009

우리나라 기존철도 교량의 40% 이상이 무도상 강판형교로 구성되어 있으며, 이들 중 대부분은 1970년대 이전에 건설되었기에 일반적으로 지진하중의 고려 없이 설계되었다. 이들 무도상 강판형 철도교의 내진성능을 향상시키기 위해서는 내진성능이 부족한 요소들에 대하여 여러가지 방법의 내진보강을 수행할 수 있는데, 내진보강의 적정수위를 정하기 위해서는 이에 대한 지진위험도 평가가 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 확률적 지진 위험도 해석과 확률적 손상해석을 통해서 무도상 강판형교에 대한 지진위험도 평가를 수행하였다. 먼저 받침 및 교각을 교량의 지진 응답에 주 영향을 미치는 주요 요소로 정의하고 각 요소 별로 지진취약도를 작성하였다. 그 후 작성된 취약도를 지진재해도함수와 결합하여 각 손상상태에 해당하는 연간 손상확률을 산정하였다. 지진 위험도 해석을 통하여 50년 초과손상확률을 계산한 결과, 무근콘크리트로 되어 있는 무도상 강판형 철도교의 교각은 우리나라의 지진상황에서 위험도가 매우 낮게 나타났다. 이는 무도상 강판형교의 특성 상 가벼운 상부구조로 인하여 지진 시 하부구조에 전달되는 횡하중이 상대적으로 적기 때문인 것으로 분석된다. 반면에 선받침으로 구성된 무도상 강판형교의 받침요소들의 50년 초과 손상확률은 상대적으로 크게 나타났는데, 그 중 자유단 받침의 경우 slight damage에 대한 초과손상확률이 12.78%로 고정단 받침의 4.23%보다 높게 나타난 반면 complete damage에 대해서는 자유단 받침과 고정단 받침 모두 비슷한 수준의 초과손상확률($0.18%{\sim}0.19%$)을 보였다. 본 연구에서 수행한 지진 위험도 평가는 추후 강판형 철도교의 내진보강을 수행함에 있어서 의사결정을 뒷받침할 수 있는 자료로 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제21권1호
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• pp.83-100
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• 2005

This paper presents results from a study to extend a performance-based shearwall selection procedure to take into account the contributions of nonstructural finish materials (such as stucco and gypsum wallboard), construction quality issues, and their effects on the displacement performance of engineered wood shearwalls subject to seismic loading. Shearwall performance is evaluated in terms of peak displacements under seismic loading (characterized by a suite of ordinary ground motion records) considering different combinations of performance levels (drift limits) and seismic hazard. Shearwalls are analyzed using nonlinear dynamic time-history analysis with global assembly hysteretic parameters determined by fitting to actual shearwall test data. Peak displacement distributions, determined from sets of analyses using each of the ground motion records taken to characterize the seismic hazard, are postprocessed into performance curves, design charts, and fragility curves which can be used for risk-based design and assessment applications.