• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.238-245
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• 2010

연쇄붕괴는 구조부재의 국부적인 파괴가 주변부재로 이어지고 이 파괴가 또 다른 주변부재의 파괴로 이어지는 붕괴를 의미한다. 현재 국내에서는 연쇄붕괴 방지를 위한 설계지침이 마련되어 있지 않은 형편이다. 특히 구조설계 시 연쇄붕괴 저항성능의 평가를 할 필요가 있을 때 연쇄붕괴 방법 및 절차에 대한 기준이 없어 엔지니어들이 많은 어려움을 느끼고 있다. 따라서, 본 연구에서는 연쇄붕괴 저항성능평가에 가장 많이 사용되는 GSA 가이드라인을 이용하여 정적 및 동적해석에 의해 평가하는 방법 및 절차를 소개하고, 철근콘크리트 모멘트저항골조에 대해 연쇄붕괴 성능평가를 수행하여 각 해석방법에 의한 결과를 비교, 분석하였다. 연구의 결과 국내 설계기준에 의해 내진 설계된 해석모델의 철근콘크리트 모멘트저항골조 시스템은 DCR 값이 2를 초과하여 연쇄붕괴에 충분한 대체하중 경로를 제공하지 못하며, 연쇄붕괴를 고려하기 위해서는 추가적인 보강이 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한, 선형동적해석과 선형정적해석의 수직 처짐 및 DCR 값을 비교한 결과, 정적해석에 의한 평가결과보다 보수적인 결과를 나타내어 실용적인 방법으로서 현재 제안되고 있는 하중조합의 2배를 고려하는 동적계수를 고려한 선형정적해석의 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권1호
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• pp.59-73
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• 2013

The Xiaolan channel super large bridge is unique in style and with greatest span in the world with a total length of 7686.57 m. The main bridge with spans arranged as 100m+220m+100m is a combined structure composed of prestressed concrete V-shape rigid frame and concrete-filled steel tubular flexible arch. First of all, the author compiles APDL command flow program by using the unit birth-death technique and establishes simulation calculation model in the whole construction process. The creep characteristics of concrete are also taken into account. The force ratio of the suspender, arch and beam is discussed. The authors conduct studies on the three-plate webs's rule of shear stress distribution, the box girder's longitudinal bending normal stress on every construction stage, meanwhile the distribution law of longitudinal bending normal stress and transverse bending normal stress of completed bridge's box girder. Results show that, as a new combined bridge, it is featured by: Girder and arch resist forces together; Moment effects of the structure are mainly presented as compressed arch and tensioned girder; The bridge type brings the girder and arch on resisting forces into full play; Great in vertical stiffness and slender in appearance.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권4호
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• pp.383-397
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• 2018

Traditional base isolation systems focus on isolating the seismic response of a structure in the horizontal direction. However, in regions where the vertical earthquake excitation is significant (such as near-fault region), a traditional base-isolated building exhibits a significant vertical vibration. To eliminate this shortcoming, a rocking-isolated system named Telescopic Column (TC) is proposed in this paper. Detailed rocking and isolation mechanism of the TC system is presented. The seismic performance of the TC is compared with the traditional elastomeric bearing (EB) and friction pendulum (FP) base-isolated systems. A 4-storey reinforced concrete moment-resisting frame (RC-MRF) is selected as the reference superstructure. The seismic response of the reference superstructure in terms of column axial forces, base shears, floor accelerations, inter-storey drift ratios (IDR) and collapse margin ratios (CMRs) are evaluated using OpenSees. The results of the nonlinear dynamic analysis subjected to multi-directional earthquake excitations show that the superstructure equipped with the newly proposed TC is more resilient and exhibits a superior response with higher margin of safety against collapse when compared with the same superstructure with the traditional base-isolation (BI) system.

• Steel and Composite Structures
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• 제39권1호
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• pp.65-80
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• 2021

Irregularities of a building in plan and elevation, which results in the change in stiffness on different floors highly affect the seismic performance and resistance of a structure. This study motivated to investigate the seismic responses of high-rise steel-frame buildings of twelve stories with various stiffness irregularities. The building has five spans of 3200 mm distance in both X- and Z-directions in the plan. The design package SAP2000 was adopted for the design of beams and columns and resulted in the profile IPE500 for the beams of all floors and box sections for columns. The column cross-section dimensions vary concerning the number of the story; one to three: 0.50×0.50×0.05m, four to seven: 0.45×0.45×0.05 m, and eight to twelve: 0.40×0.40×0.05 m. Real recorded ground accelerations obtained from the Vrancea earthquake in Romania together with dead and live loads corresponding to each story were considered for the applied load. The model was validated by comparing the results of the current method and literature considering a three-bay steel moment-resisting frame of eight-story height subject to seismic load. To investigate the seismic performance of the buildings, the time-history analysis was performed using ABAQUS. Deformed shapes corresponding to negative and positive peaks were provided followed by the story drifts and fragility curves which were used to examine the probability of collapse of the building. From the results, it was concluded that regular buildings provided a seismic performance much better than irregular buildings. Furthermore, it was observed that building with torsional irregularity was more vulnerable to seismic failure.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권3호
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• pp.207-215
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• 2014

변성에폭시 모르터 보강은 철근콘크리트 단면내력 보강방법으로 구조적, 재료적 안정성이 우수하여 단면내력 증대뿐만 아니라 구조물 내진성능도 향상되는 것으로 보고되고 있으나 고가의 재료비로 내진보강 자재로서 실험 및 분석을 한 사례는 거의 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 철근콘크리트 골조의 내진성능 보강을 위하여 변성에폭시 모르터를 활용하여 보강한 대안 별로 내진성능과 경제성을 분석하여 적절한 내진성능 보강방안을 제시하고자 한다. 이를 위해, 첫째, 본 연구에서는 변성에폭시 모르터로 보강한 부재의 재료 수직응력-변형율관계를 활용하여 단면 휨모멘트-곡률관계를 확인하고 단면의 유연도가 부재에 선형으로 변화한다고 가정하여 실험체 하중-처짐곡선에 대하여 검증한다. 둘째, 수직하중만을 고려하여 철근콘크리트 구조물을 설계하고 보강대안을 제시한다. 셋째, 부재 비탄성 거동을 고려한 구조해석을 실시한 후 보강대안 별 설계계수와 구조물 거동을 파악하여 내진성능을 확인한다. 넷째, 보강대안 별 물량을 산출하여 공사원가를 비교 및 분석한 후 요구되는 내진성능을 만족하면서 경제성이 우수한 보강방안을 제시한다. 본 연구의 결과는 향후 여러 건설현장에서 변성에폭시 모르터 보강공법으로 내진보강을 실시할 경우 기초자료로서 활용될 것이라 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.385-393
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• 2006

목구조의 효율적인 이용은 건설산업에 있어 자재생산에 따른 에너지의 대량소비 및 폐기물유발을 감소할 수 있어 친환경적인대응방안으로 주목받고 있다. 이러한 친환경적인 목재의 수요를 증대시키기 위해서는 중 대형 목구조를 필요로 하는데 기존의 단일부재 및 접합부로써 중 대형 목구조를 실현하는 데는 한계가 있다. 그러므로 중 대형 목구조의 가능성을 높이기 위해서는 구조용집성재의 사용 및 다른 재료를 병합한 효율적인 접합방법이 필요로 하게 된다. 본 연구는 중 대형 목구조용 2방향 라멘접합부 개발을 목표로 하여 H형강과 구조용집성재를 사용한 플랜지의 두께(None, 6mm, 9mm, 12mm)이며, 접합부의 휨 실험을 통해 강성, 강도, 구조용집성재의 응력분포, H형강 플랜지의 변형도 및 파괴형상을 파악하였다. 실험결과, H 형강의 플랜지 두께가 9mm, 12mmm인 실험체는 높은 강도와 우수한 변형능력을 발휘하였다. 또한 H 형강의 플랜지 두께가 9mm, 12mm인 실험체의 이력거동은 매우 크고 매우 높은 에너지 흡수능력을 가지고 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제4권6호
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• pp.419-435
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• 2004

The safety level of a structural system designed per code specifications can not be inferred directly from the reliability of members due to the load redistribution and nonlinear inelastic structural behavior. Comparison of the system and member reliability, which is scarce in the literature, is likely to indicate any possible inconsistency of design codes in providing safe and economical designs. Such a comparative study is presented in this study for moment resisting two-dimensional steel frames designed per AISC LRFD Specifications. The member reliability is evaluated using the resistance of the beam-column element and the elastic load effects that indirectly accounts for the second-order effects. The system reliability analysis is evaluated based on the collapse load factor obtained from a second-order inelastic analysis. Comparison of the system and member reliability is presented for several steel frames. Results suggest that the failure probability of the system is about one order of magnitude lower than that of the most critically loaded structural member, and that the difference between the system and member reliability depends on the structural configuration, degree of redundancy, and dead to live load ratio. Results also suggest that the system reliability is less sensitive to initial imperfections of the structure than the member reliability. Therefore, the system aspect should be incorporated in future design codes in order to achieve more reliability consistent designs.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.569-576
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• 2011

본 논문에서는 비선형정적해석 방법을 이용하여 기존의 연쇄붕괴 선형정적해석 절차에 수반되는 반복과정을 자동으로 수행하면서도 선형해석 결과와 동일한 결과를 나타내는 새로운 연쇄붕괴 해석절차를 제안하였다. 제안된 해석절차는 GSA 기준에 규정된 기존 선형정적해석법의 단점인 반복적 해석작업 및 그 과정에서 발생할 수 있는 시간과 오류의 가능성을 최소화하여 해석결과의 신뢰성을 확보가 있는 선형정적해석 절차이다. 제안된 해석절차를 검증하기 위하여 철근콘크리트 모멘트골조 및 철골 가새골조의 최하층 기둥부재를 제거한 후 기존 해석법과 제안 해석법을 적용하고 그 결과를 비교 분석하였다. 해석결과에 따르면 제안된 해석절차는 구조물의 붕괴여부의 판정 및 힌지 분포에 있어서 기존의 선형정적해석과 동일한 결과를 나타내었으며, 반복해석 과정이 불필요하므로 기존 해석법에 비하여 매우 짧은 시간에 해석을 수행할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.183-191
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• 2003

본 연구는 예압 가새로써 내진 보강된 RC 골조의 보강 효과를 3차원적으로 조사함이 그 목적이다. 이를 위해, 먼저 4층 규모의 RC 골조에 극한 하중을 가한 후 예압 가새를 이용하여 보강하되 보강 위치에 따라 3경우로 나누어 해석을 수행해보았다. 해석 방법으로써, 본 연구자가 앞서 행한 연구 결과에 의해 정적 붕괴 해석법이 비선형 동적 시간 이력 해석법의 대안책으로 훌륭히 쓰일 수 있음을 밝힌바 있기 때문에 정적 붕괴 해석만 적용하여 보강 전의 해석 및 보강 후의 영향에 대해서 평가하였다. 그 결과, 외주부에 설치한 가새가 커다란 비틀림 저항을 발휘했으며 예압 가새로 인해 골조에 균등한 강성 변화가 유도되어 급격한 파괴가 발생하지 않는 효과를 보였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2018

Seismic retrofitting of existing buildings and design of earth-quake resistant buildings are important issues associated with earthquake-prone zones. Use of metallic-yielding dampers as an energy dissipation system is an acceptable method for controlling damages in structures and improving their seismic performance. In this study, the optimal distribution of dampers for reducing the seismic response of steel frames with multi-degrees freedom is presented utilizing the uniform distribution of deformations. This has been done in a way that, the final configuration of dampers in the frames lead to minimum weight while satisfying the performance criteria. It is shown that such a structure has an optimum seismic performance, in which the maximum structure capacity is used. Then the genetic algorithm which is an evolutionary optimization method is used for optimal arrangement of the steel dampers in the structure. In continuation for specifying the optimal accurate response, the local search algorithm based on the gradient concept has been selected. In this research the introduced optimization methods are used for optimal retrofitting in the moment-resisting frame with inelastic behavior and initial weakness in design. Ultimately the optimal configuration of dampers over the height of building specified and by comparing the results of the uniform deformation method with those of the genetic algorithm, the validity of the uniform deformation method in terms of accuracy, Time Speed Optimization and the simplicity of the theory have been proven.