• 한국지진공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.53-61
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• 2014

RC shear wall sections which have irregular shapes such as T, ㄱ, ㄷ sections are typically used in low-rise buildings in Korea. Pushover analysis of building containing such members costs a lot of computation time and needs professional knowledge since it requires complicated modeling and, sometimes, fails to converge. In this study, a method using an equivalent column element for the shear wall is proposed. The equivalent column element consists of an elastic column, an inelastic rotational spring, and rigid beams. The inelastic properties of the rotational spring represent the nonlinear behavior of the shearwall and are obtained from the section analysis results and moment distribution for the member. The use of an axial force to compensate the difference in the axial deformation between the equivalent column element and the actual shear wall is also proposed. The proposed method is applied for the pushover analysis of a 5- story shear wall-frame building and the results are compared with ones using the fiber elements. The comparison shows that the inelastic behavior at the same drift was comparable. However, the performance points estimated using the pushover curves showed some deviations, which seem to be caused by the differences of estimated yield point and damping ratios.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권1호
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• pp.83-99
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• 2020

Shear walls are structural members in buildings that are used extensively in reinforced concrete frame buildings, and almost exclusively in the UK, regardless of whether or not they are actually required. In recent years, the UK construction industry, led by the Concrete Centre, has questioned the need for such structural elements in low to mid-rise reinforced concrete frame buildings. In this context, a typical modern, 5-storey residential building is studied, and its existing shear walls are replaced with columns as used elsewhere in the building. The aim is to investigate the impact of several design variables, including concrete grade, column size, column shape and slab thickness, on the building's structural performance, considering two punching shear limits (V_Ed/V_Rd,c), lateral drift and accelerations, to evaluate its maximum possible height under wind actions without the inclusion of shear walls. To facilitate this study, a numerical model has been developed using the ETABS software. The results demonstrate that the building examined does not require shear walls in the design and has no lateral displacement or acceleration issues. In fact, with further analysis, it is shown that a similar building could be constructed up to 13 and 16 storeys high for 2 and 2.5 punching shear ratios (V_Ed/V_Rd,c), respectively, with adequate serviceability and strength, without the need for shear walls, albeit with thicker columns.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.10-17
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• 2015

본 연구에서는 내진설계 이전에 지어진 학교 건물을 대상으로 내진보강효과를 알아보기 위하여 벽체로 지지되는 강재이력형 감쇠장치를 설치하여 기존 비내진 설계된 보강 RC골조 실험결과와 비교 분석하였다. 실험결과, 비내진 설계된 실험체는 좌 우측 기둥의 상 하부에 피해가 집중되면서 급격한 강도저하와 함께 취성적인 전단파괴의 양상을 나타낸 반면, 더블 I형 감쇠장치를 보강한 실험체는 감쇠장치 보강으로 강도 및 강성의 증가와 함께 탄소성 거동을 보이면서 에너지 흡수 능력이 큰 타원형의 이력특성을 나타내었다. 또한, 두 실험체의 강성저하를 비교한 결과 더블 I형 감쇠장치를 보강한 실험체가 강성저하를 방지하는데도 효과적임을 알 수 있었다. 에너지소산능력도 더블 I형 감쇠장치를 보강한 실험체가 비보강 실험체에 비해 약 3.5배의 향상된 결과를 나타내었다. 이러한 에너지소산능력의 증진은 내력과 변형 능력의 증진에 따른 결과라고 사료된다.

• Computers and Concrete
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• 제7권6호
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• pp.523-532
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• 2010

If an infill wall in a reinforced concrete frame is shorter than the column height and there is no initial gap between the column and the infill wall, the short column effect can occur during an earthquake shaking. This form of damage is frequently observed in many earthquake-damaged buildings all around the world and especially in Turkey. In this study, an effective method, which consists of placing additional infill wall segments surrounding the short column, to prevent this type of failure is examined. The influence of adding infill wall in the reduction of the shear force in the short column is also investigated. A parametric study is carried out for one-storey infilled frames with one to five bays using the percentage of the additional infill wall surrounding the short column and the number of spans as the parameters. Then the investigation is extended to a case of a multistorey building damaged due to short column effect during the 1998 Adana-Ceyhan earthquake in Turkey. The results show that the addition of the infill walls around the potential short columns is an effective way to significantly reduce the shear force.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제35권1호
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• pp.19-35
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• 2010

This paper proposes a hybrid heuristic and criteria-based method of optimum design which combines the advantages of both the iterated simulated annealing (SA) algorithm and the rigorously derived optimality criteria (OC) for structural optimum design of reinforced concrete (RC) buildings under multi-load cases based on the current Chinese design codes. The entire optimum design procedure is divided into two parts: strength optimum design and stiffness optimum design. A modified SA with the strategy of adaptive feasible region is proposed to perform the discrete optimization of RC frame structures under the strength constraints. The optimum stiffness design is conducted using OC method with the optimum results of strength optimum design as the lower bounds of member size. The proposed method is integrated into the commercial software packages for building structural design, SATWE, and for finite element analysis, ANSYS, for practical applications. Finally, two practical frame-shear-wall structures (15-story and 30-story) are optimized to illustrate the effectiveness and practicality of the proposed optimum design method.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.35-43
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• 2009

강한 지진에 대한 필로티형 고층 철근콘크리트 건물의 거동을 묘사하기 위한 해석기법의 개발과 성능평가를 위해, 상부벽식 하부 골조형식인 필로티형 건물에 대한 1/12축소 진동대 실험결과와 OpenSees를 이용하여 실험모델에 대한 비선형 시간이력해석을 수행한 결과를 비교하였다. 하부골조 형식은 모두 골조로 이루어진 형태(BF)와 전단벽이 한쪽 외부골조에 치우쳐 비틀림이 발생하는 형태(ESW)의 실험체에 대해 해석연구를 수행하였다. 철근과 콘크리트의 응력-변형률관계를 정의한 후 이를 단면에 이식시킨 섬유모델을 통해 비선형거동을 나타내도록 하였으며, 벽체는 MVLEM모델을 이용하였다. 해석결과 본 논문에서 제시한 비선형 모델은 필로티층의 거동(예를 들면 필로티층의 항복강도와 강성 상부구조물의 흔들림, 거동, 그리고 축력의 변화에 따른 축강성과 전단강성의 변화)을 비교적 정확하게 묘사하였다. 그러나 MVLEM으로 벽체의 비선형거동을 구성한 결과 거시거동은 실제 모델을 잘 따랐으나, 비틀림이 주된 진동주기일 때 발생하는 벽체 횡강성의 급격한 증가와 Warping현상으로 인해 코너기둥에 발생하는 과도한 인장력은 제대로 반영하지 못하였다. 비선형 해석으로 설계부재력을 구할 경우 실제보다 약 $20{\sim}30%$ 작게 나타났는데, 이는 실험과 해석방법의 차이때문에 발생한 것으로 보이며, 비선형 거동이 과도하게 발생한 수준의 지진에 대해서는 필로티형 건물의 거동특성을 충실히 나타내었다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권4_2호
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• pp.611-619
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• 2022

In this study, the seismic performance of low - rise piloti buildings with concentric core (shear wall) position is analysed and reviewed based on KDS 41. The prototype is selected among the constructed low - rise piloti buildings with concentric core designed based on KBC 2005 which was used for many low - rise piloti buildings construction. The seismic performance of the building shows plastic behavior in X-direction and elastic behavior in Y-direction. The inter-story drift is lager than that of concentric core case and is under the maximum allowed drift ratio. The displacement ratio of first story is much lager the that of upper stories, and the frame structure in the first story is evaluated as vulnerable to lateral force. Therefore, low - rise piloti buildings with concentric core need the diminishment of lateral displacement and reinforcement of lateral resistance capacity in seismic design and seismic retrofit.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권6호
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• pp.793-808
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• 2023

Türkiye is located in a region where destructive earthquakes are frequently experienced due to its geological characteristics and geographical location. Therefore, considering the possibility of a devastating earthquake at any time, determining the reinforced concrete (RC) building seismic safety, constructed before or after the current seismic buildings code, is one of the most important issues to be completed firstly. For this purpose, rapid assessment methods developed to quickly determine the seismic safety of buildings are available in the literature. Comparison of the principles of Principles of the Determination of Risky Structures-2019, Column and Wall Index Method, P25 Scoring Method and Improved Discriminant Analysis Method, which are among these methods, have been aimed within the scope of this study. Within the scope of this paper, a total of 43 buildings in the Yalova/Çınarcık region of Türkiye that the damage level was determined by street observation method immediately after the 1999 Kocaeli (Izmit) Earthquake; 15 buildings with heavy damage and 28 buildings with moderate damage were examined by rapid assessment methods. Although the risk detection difference was not separated as a clear line in any of the methods used, the results obtained from the rapid assessment methods are evaluated as being compatible with the detected after earthquake structural seismic behavior of the buildings. The PDRS-2019 and column and wall index method gave the most approximate results. In the results obtained from the analyzes; structural features such as number of floors, frame continuity, soft/weak story irregularity, effective shear strength area, existence of heavy overhangs in plan, type of structural system have been found to be significantly effective on the earthquake behavior of buildings.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.11-21
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• 2010

본 연구에서는 시간종속요소를 이용하여 상부벽식-하부골조구조가 고려된 중 저층 철근콘크리트 구조물의 동적응답을 조사하였다. 시간종속요소란 사용자가 원하는 시간간격에서 부재를 활성화할 수 있는 진보된 요소로써 기존의 수행되었던 실험을 통해 가장 우수한 성능을 보인 채널형 비좌굴가새가 해석에서 보강요소로 고려되었다. 시간종속요소로 고려된 비좌굴가새는 1차 지진하중에 의해 구조물이 손상된 후에 2차 지진하중이 발생하기 전에 모멘트골조에 설치, 보강된 것으로 가정되었다. 이러한 가정을 바탕으로 내진설계가 고려되지 않은 5층 콘크리트 건물에 연속지진하중의 적용을 통하여 시간종속요소의 영향에 따라 구조물의 동적응답을 비교하였다. 2차 지진파가 발생했을 때 비좌굴가새를 활성화시키는 것은 1차 지진하중에 의해 손상이 집중된 모멘트골조의 변형을 크게 감소시키는 것으로 조사되었다. 그러나 전단벽시스템은 BRB시스템이 활성화된 이후에도 손상이 증가하는 것으로 나타났다. 모멘트골조의 보강효과에 비해 전단벽시스템의 누적손상이 매우 미세하기 때문에 연속지진하중에 대한 BRB시스템은 효과적인 보강방법으로 조사되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.35-42
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• 2020

필로티 건물의 평면 비정형으로 인한 비틀림 거동은 비틀림 회전 최외단 기둥에 과도한 층간변위를 일으키고 이로 인하여 기둥의 전단파괴를 유도할 수 있다. 필로티 건물의 비틀림 거동을 제어할 수 있는 내진보강 공법으로서 벽체 증설, 철골 프레임 또는 철골 가새 추가공법 등이 사용될 수 있으나 이와 같은 공법 들은 필로티 층의 공간 개방성을 저해할 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 필로티 층의 공간 개방성을 유지할 수 있는 내진보강 공법으로서 knee brace를 활용하기 위하여 knee brace 보강재 단면 형상 및 보강재 설치 각도 등을 변수로 보강된 필로티 건물에 대하여 선형동적해석 및 비선형 정적해석(pushover analysis)을 수행하고 내진성능 평가 및 knee brace의 비틀림 제어효과를 분석하였다. 연구 결과 knee brace로 보강 시 기둥의 전단력은 증가하였으나 비틀림 변형을 제어하는데 효과가 있는 것으로 나타났다. knee brace와 기둥 사이를 30°로 보강 시 60°의 경우보다 기둥의 전단력은 적게 증가하였으며, 단면형상 □, ◯ 그리고 H 순으로 기둥의 횡변위가 적게 발생하였다.