• Steel and Composite Structures
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• 제23권2호
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• pp.195-204
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• 2017

The effects of plaster on the behavior of single-story single-bay masonry-infilled steel frames under in-plane base accelerations have been experimentally investigated by a shake-table. Tested structures were made in a 1/3 scale, with realistic material properties and construction methods. Steel frames with high and low flexural rigidity of beams and columns were considered. Each type of frame was tested with three variants of masonry: (i) non-plastered masonry; (ii) masonry infill with conventional plaster on both sides; and (iii) masonry infill with a polyvinyl chloride (PVC) net reinforced plaster on both sides. Masonry bricks were made of lightweight cellular concrete. Each frame was firstly successively exposed to horizontal base accelerations of an artificial accelerogram, and afterwards, to horizontal base accelerations of a real earthquake. Characteristic displacements, strains and cracks in the masonry were established for each applied excitation. It has been concluded that plaster strengthens the infill and prevents damages in it, which results in more favorable behavior and increased bearing capacity of plastered masonry-infilled frames compared to non-plastered masonry-infilled frames. The load-bearing contribution of the adopted PVC net in the plaster was not noticeable for the tested specimens, probably due to relative small cross section area of fibers in the net. Behavior of masonry-infilled steel frames significantly depends on frame stiffness. Strong frames have smaller displacements than weak frames, which reduces deformations and damages of an infill.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.9-18
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• 1999

현행 내진설계 기준과는 달리 내진설계기준연구(II) 에서는 6층 미만의 건물도 내진설계를 적용하도록 제안하고 있다 이 제안서가 향후 내진설계 기준의 근간이 된다면 저층 건물에 대하여서도 내진설계가 수행되어야 할 것으로 예상된다 지진의 세기로 구분할 때 국내의 약지진동 지역으로 구분되며 이와 같은 지역에서의 저층 건물의 초과강도 계수 $\Omega$는 매우 크다고 기조의 연구자들이 보고하고 있다 따라서 본 연구에서는 국내 4층 RC 모멘트 연성 골조의 경우에$\Omega$를 고찰하고자 스팬과 경간(bay)를 변화시키면서 모델을 설계하고 이를 2차원 push-over 해석하였다 수치해석 결과 경간의 수 또는 스팬 길이가 증가함에 따라$\Omega$의 값이 증가하는 추세를 보였다 이는 내진설계시 우발 비틀림 모멘트를 고려함으로 스팬 길이 또는 경간 수의 증가에 비하여 외부기중의 설계강도증가율이 크기 때문이다 또한 외부 기둥의 강도증가는 강기동-약보 모델에 근접한 붕괴기구를 형성하므로 $\Omega$의 증가에 영향을 미치는 것으로 고찰되었다

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.13-21
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• 2012

본 논문에서는 푸쉬오버해석을 통해 철근콘크리트 중간모멘트골조의 반응수정계수를 확인하기 위하여 5층 구조물을 KBC2009에 맞게 구조설계 하였다. 보 및 기둥 부재의 휨모멘트-곡률 관계는 화이버 모델로 확인하였으며 보-기둥 접합부 모멘트-회전각 관계는 Simple and Unified Joint Shear Behavior Model과 보-기둥 접합부 모멘트 평형관계를 이용하여 확인하였다. 푸쉬오버해석 결과 보-기둥 접합부 비탄성 전단거동을 무시하는 경우 구조물의 강도가 과대평가 되었다. 반응수정계수는 내진설계범주 C에 대하여 설계한 경우 평균 7.78, 내진설계범주 D에 대하여 설계한 경우 평균 3.64로 평가되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권5호
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• pp.631-639
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• 2019

Finite element analysis is one of the important methods to study the structural performance. Due to the simplification, discretization and error of structural parameters, numerical model errors always exist. Besides, structural characteristics may also change because of material aging, structural damage, etc., making the initial finite element model cannot simulate the operational response of the structure accurately. Based on Bayesian methods, the initial model can be updated to obtain a more accurate numerical model. This paper presents the work on the field test, modal identification and model updating of a Chinese reinforced concrete pagoda. Based on the ambient vibration test, the acceleration response of the structure under operational environment was collected. The first six translational modes of the structure were identified by the enhanced frequency domain decomposition method. The initial finite element model of the pagoda was established, and the elastic modulus of columns, beams and slabs were selected as model parameters to be updated. Assuming the error between the measured mode and the calculated one follows a Gaussian distribution, the posterior probability density function (PDF) of the parameter to be updated is obtained and the uncertainty is quantitatively evaluated based on the Bayesian statistical theory and the Metropolis-Hastings algorithm, and then the optimal values of model parameters can be obtained. The results show that the difference between the calculated frequency of the finite element model and the measured one is reduced, and the modal correlation of the mode shape is improved. The updated numerical model can be used to evaluate the safety of the structure as a benchmark model for structural health monitoring (SHM).

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.427-435
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• 2020

모듈러 건축물은 철근콘크리트 및 철골 구조물에 비하여 상대적으로 경량이고, 단위 모듈간 기둥의 일체성을 기대하기 어려운 구조적 특성을 가진다. 이와 같은 구조적 특성은 모듈러 건축물의 높이가 높아짐에 따라 바람 및 지진과 같은 횡력저항성능에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 횡력저항성능을 향상시키기 위해 긴장재를 활용한 모듈러 구조시스템을 제안하였다. 모듈러 구조시스템을 구성하는 주요 요소인 포스트텐션 기둥-바닥 접합부는 셀프 센터링 거동을 유도하기 위한 형상 및 상세를 가진다. 포스트텐션 기둥-바닥 접합부의 이력 거동을 상세히 파악하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며, 그 결과 초기 긴장력 및 보-기둥 접합부의 접합 조건에 따라 이력 거동은 확연한 차이를 보이는 것으로 나타났다.

• Advances in Computational Design
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• 제7권3호
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• pp.229-251
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• 2022

In 2017, an intraplate earthquake of Mw 7.1 occurred 120 km from Mexico City (CDMX). Most collapsed structural buildings stroked by the earthquake were flat slab systems joined to reinforced concrete (RC) columns, unreinforced masonry, confined masonry, and dual systems. This article presents the simulated response of an actual six-story RC frame building with masonry infill walls that did not collapse during the 2017 earthquake. It has a structural system similar to that of many of the collapsed buildings and is located in a high seismic amplification zone. Five 3D numerical models were used in the study to model the seismic response of the building. The building dynamic properties were identified using an ambient vibration test (AVT), enabling validation of the building's finite element models. Several assumptions were made to calibrate the numerical model to the properties identified from the AVT, such as the presence of adjacent buildings, variations in masonry properties, soil-foundation-structure interaction, and the contribution of non-structural elements. The results showed that the infill masonry wall would act as a compression strut and crack along the transverse direction because the shear stresses in the original model (0.85 MPa) exceeded the shear strength (0.38 MPa). In compression, the strut presents lower stresses (3.42 MPa) well below its capacity (6.8 MPa). Although the non-structural elements were not considered to be part of the lateral resistant system, the results showed that these elements could contribute by resisting part of the base shear force, reaching a force of 82 kN.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.119-126
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• 2022

본 연구는 내진설계가 되어 있지 않은 필로티 건축물의 부족한 횡력을 보강할 수 있는 외부부착형 내진보강공법(Binding Column Method, BCM)을 제안하였다. 또한, 제안된 내진보강공법을 대상으로 보강실험체 4개, 기준 실험체 1개를 제작하여 반복가력 실험을 통하여 보강 전·후의 내진성능향상 효과를 검토하였다. 실험 결과, 기준 실험체(SC1)는 급격한 강도저하와 함께 취성적인 전단파괴의 양상을 나타낸 반면, BCM 공법을 적용한 실험체(SC2, SC3, SC4, SC5)는 강도 및 강성의 증가와 함께 에너지 흡수 능력이 큰 타원형의 이력특성을 나타내었다. 또한, 간격이 좁고 토크가 크며, L자형 강판의 두께가 두꺼울수록 보강효과가 향상됨을 알 수 있다. BCM공법 중 전단보강간격이 작고, 조임력 값이 크며, 연결철물이 두꺼운 SC4실험체가 가장 뛰어난 내진성능보강 효과를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.927-935
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• 2013

최근 지진의 발생빈도가 과거에 비해서 증가하면서 교량 구조물에도 내진성능에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 중 교량 하부 구조물의 경우에는 횡방향 하중에 저항하기 위하여 소성힌지 부분에 심부 구속 횡철근을 배근하여 횡방향 구속 효과를 증대시키고 있다. 이것은 심부 구속 횡철근 배근을 통하여 교각에 필요한 강성 및 연성을 확보하여 내진성능을 향상시키고자 하는 것이다. 현재 심부구속 횡방향 철근량 산정에 대한 설계 기준은 국내의 도로교 설계 기준과 국외의 대다수 설계 기준이 동일한 설계 기준을 사용하고 있고, 이는 중실 철근 콘크리트 기둥을 대상으로 제안되어 있다. 이 식을 내부 구속 중공 RC 기둥에 그대로 적용하기에는 그 구성 요소가 상이하고 거동 특성이 다르기 때문에 무리가 따른다. 본 연구에서는 내부 구속 중공 RC 기둥에 현행 기준을 적용하였을 때의 해석적 방법에 의한 변위 연성도 분석을 통하여 특성을 분석하고 경제성 있고 합리적인 설계가 될 수 있도록 수정식을 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.41-49
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• 2006

지난 1982년 우라카와 근해지진 및 1995년 효고현 남부 지진 등에 의하여 주철근이 겹침이음된 많은 교각들이 주철근 겹침이음부의 활동에 의한 휨-전단파괴를 발생하였음을 경험하였다. 철근콘크리트 교각의 내진성능은 소성힌지구간의 변형능력에 좌우되고 있으며, 이는 곡률연성도로서 평가된다. 우리나라에서는 1992년 내진 설계가 도입된 이후 철근콘크리트 교각의 주철근겹침이음에 대한 규정이 없었으나, 2005년 도로교 설계기준에서 주철근겹침음을 50% 이내에서 허용하고 있다. 본 연구는 단면 직경이 600 mm이고 형상비가 2.5 및 3.5인 주철근 겹침이음이 있는 철근콘크리트 교각에 대하여 지진시 소성힌지부의 곡률분포 및 곡률연성도에 대하여 조사하였다. 실험은 일정한 축력 $P=0.1f{ck}A_g$가 재하된 상태에서 변위제어 방식으로 준정적실험을 실시하였다. 실험결과 반복하중에 의한 주철근 겹침이음부에 활동이 발생하면, 주철근 겹침이음 구간 내의 곡률이 주철근 겹침이음이 없는 경우와 다르게 나타났다. 다시 말하면 주철근 겹침이음 실험체의 겹침이음 구간 중의 하부 곡률은 주철근 겹침이음이 없는 실험체의 경우보다 큰 값을 보이고 있으며, 상부는 작은 값을 보였다. 이로 인하여 교각실험체의 손상은 겹침이음 구간의 하부에 집중되어 휨파괴되는 모습으로 보이는 양상을 보였다.

• 토지주택연구
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• 제12권4호
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• pp.103-117
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• 2021

인구 및 기술의 변화속도가 빠른 현재 상황에서 장수명주택인증은 건물의 물리적 및 기능적 수명 연장 견인책이다. 장수명주택 인증요건인 가변성과 수리용이성은 인필요소를 구조와 구분하여 교체 및 변경하도록 유도한다. 이러한 방식은 공업화주택의 특징과도 부합하여 설계 및 시공방법의 변화로 두 가지 주택 유형은 함께 활성화될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 이러한 특징을 고려하여 OSC공법을 활용한 공동주택 모델이 장수명주택 인증기준을 충족하도록 계획하였다. 이러한 결과로 평면가변성 및 설비배관의 설치방법, 화장실 공사 방법 등을 습식 공법과는 다른 방식을 적용하여 제시하였다. 가변형 평면은 22m²와 46m²의 두 가지 타입 평면을 확장하여 69m²평면을 만드는 세대통합방법 그리고 가변 가능한 건식패널 벽체를 활용하여 69m²평면을 여러 가지로 계획하는 방법을 제안했다. 이러한 가변성은 9m×10.5m 스팬의 강콘크리트 합성구조 및 일체형 슬래브로 SI시스템 중 서포트 부분을 구성하고 비내력 외벽 및 내벽, 배관 등을 인필부분으로 구분하여 건축구성재를 부품화하는 방식으로 만들 수 있다. 이러한 서포트와 인필 분리 만으로도 시공법과 관련된 기준을 상당부분 충족할 수 있다. 현재 인필요소를 교체 용이하게 하는 기술은 탄소저감 등에서 국가에 편익이 증가할 수 있으므로 활성화를 위해 세제혜택 등의 인센티브 도입을 검토할 필요가 있다.