• 제목/요약/키워드: Response spectrum analysis

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유체와 구조물의 연성을 고려한 rack 구조물의 내진해석 (Seismic Analysis of Rack Structure with Fluid-Structure Interaction)

  • 김성종;이영신;류충현;양계형;정성환
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.465-470
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    • 2001
  • In this study, the seismic analysis of rack structure with fluid-structure interaction is performed through use of the Finite Element Method(FEM) code ANSYS. Fluid-structure interaction can specify in terms of an hydrodynamic effect which is defined as the added mass per unit length divided by the area of the cross section. Using the Floor Response Spectrum(FRS) obtained through the time-history analysis, modal analysis and seismic analysis under Operating Basis Earthquake(OBE) and Safe Shutdown Earthquake(SSE) condition is carried out. The fluid-structure interaction effects on the rack structure are investigated.

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Effects of Material Nonlinearity on Seismic Responses of Multistoried Buildings with Shear Walls and Bracing Systems

  • Islam, Md. Rajibul;Chakraborty, Sudipta;Kim, Dookie
    • Architectural research
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    • 제24권3호
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    • pp.75-84
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    • 2022
  • Scads of earthquake-resistant systems are being invented around the globe to ensure structural resistance against the lateral forces induced by earthquake loadings considering structural safety, efficiency, and economic aspects. Shear wall and Bracing systems are proved to be two of the most viable solutions for seismic strengthening of structures. In the present study, three numerical models of a G+10 storied building are developed in commercial building analysis software considering shear wall and bracing systems for earthquake resistance. Material nonlinearity is introduced by using plastic hinges. Analyses are performed utilizing two dynamic methods: Response Spectrum analysis and nonlinear Time-history analysis using Kobe and Loma Prieta earthquake data and results are compared to observe the nonlinear behavior of structures. The outcomes exposed that a significant increase in the seismic responses occurs due to the nonlinearity in the building systems. It was also found that building with shear wall exhibits maximum resistance and minimum nonlinearity when subjected to dynamic loadings.

신(新) 확률론적 지진분석 및 지진계수 개발 Part II: 확률론적 지진계수 도출 (Development of New Probabilistic Seismic Hazard Analysis and Seismic Coefficients of Korea Part II: Derivation of Probabilistic Site Coefficients)

  • 곽동엽;정창균;이현우;박두희
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권7호
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    • pp.111-115
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    • 2009
  • 국내에서는 지반의 설계응답스펙럼을 확률론적으로 생성한 지진재해도와 결정론적으로 유도된 지진계수를적용하여 생성한다. 지진재해도와 지진계수는 호환되지 않지만, 현 설계기준은 이런 근본적인 비호환성을 무시하고 있다. 지진재해도와 지진계수를 동일한 확률론적 기반에서 생성한다면 이와 같은 문제를 극복할 수 있지만, 기존의 방법으로는 지진계수를 확률론적으로 생성할 수 없다. 본 논문에서는 동반논문에서 신(新) PSHA의 결과물로써 생성된 지진기록을 입력지진파로 활용하여 1차원 등가선형 지반응답 해석을 수행하였으며 이의 결과를 기반으로 등재해스펙트럼을 생성하였다. 등재해스펙트럼의 또 한가지 장점은 지반물성치의 불확실성과 임의성이 과학적으로 고려되었다는 점이다. 등재해스펙트럼은 나아가 확률론적인 지진계수를 도출하는데 활용되었다. 확률론적인 지진계수를 내진설계기준에서 제시된 지진계수를 비교한 결과, 확률론적으로 계산된 지진계수는 결정론적으로 계산된 결과와 상당한 차이가 있는 것으로 나타났다.

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2017년 포항지진 스펙트럼과 한국표준설계스펙트럼의 비교 (Response Spectra of 2017 Pohang Earthquake and Comparison with Korean Standard Design Spectra)

  • 허태민;김정한;이진호;김재관
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.129-137
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    • 2018
  • On November 15, 2017, Pohang earthquake occurred. Its local magnitude was announced to be $M_L=5.4$ by Korea Meteorological Administration (KMA). Ground motion data recorded at KMA stations were obtained from their data bases. From the data, horizontal and vertical response spectra, and V/H ratio were calculated. The horizontal spectra were defined as GMRotI50 spectra. From the statistical analysis of the GMRotI50 spectra, a mean plus one standard deviation spectrum in lognormal distribution is obtained. Regression analysis is performed on this curve to determine the shape of spectrum including transition periods. Applying the same procedure, the shape and transition periods of vertical spectrum were obtained. These results were compared with theKorean standard design spectra, which were developed from domestic and overseas intra-plate earthquake records, and Gyeongju earthquake response spectra. The response spectra of Pohang earthquake were found to be almost identical with the newly proposed design spectra. Even the V/H ratios showed good agreement. These results confirmed that the method adopted when developing the standard design spectra were valid and the developed design spectra were reliable.

면진원전의 층응답스펙트럼 해석 (Floor Response Spectrum Analysis of a Base-isolated Nuclear Power Plant)

  • 정재욱;이상민;홍정욱
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.355-362
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    • 2016
  • 대규모 지진에 대한 원전의 안전성을 확보하는 방안으로 기존 원전 구조물에 면진장치를 설치하는 방안이 도입되고 있다. 면진장치를 설치함으로써 상부구조와 지반의 거동을 격리시킬 수 있고, 구조물 자체의 고유주기가 길어지게 되는데, 이를 통해 지진하중에 대한 구조물의 응답을 감소시킬 수 있게 된다. 특히 원전구조물 설계 시 원전구조물 자체뿐만 아니라 원전 내부 기기에 대한 안전성 확보가 필수적이다. 이를 위해 특정 층에 위치한 기기의 설계를 위해 각 층의 최대 요구 응답을 나타내는 층응답스펙트럼이 일반적으로 사용된다. 본 논문에서는 원전 구조물의 지진해석을 통해 특정 층의 층응답스펙트럼을 평가하고, 면진 장치의 거동 특성중 하나인 2차 경화에 대한 영향 또한 평가하였다.

비탄성 요구도 스펙트럼을 이용한 교량구조물의 역량스펙트럼 해석에 대한 강도감소계수의 영향 (Effects of Strength Reduction Factors for Capacity Spectrum Analysis of Bridge Structures using Inelastic Demand Spectrum)

  • 송종걸;김학수;장동휘
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1A호
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    • pp.25-37
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    • 2008
  • 역량스펙트럼 방법은 그래픽적인 방법으로 간단하게 지진해석을 수행한다. 개발 초기에 역량스펙트럼 방법은 빌딩구조물에 주로 사용되었으나 최근에는 교량구조물에도 사용할 수 있도록 확장되었다. 역량스펙트럼 방법은 비탄성 정적해석으로부터 구한 역량곡선과 유효감쇠 혹은 강도감소계수를 사용하여 선형탄성 설계스펙트럼을 감소시켜 구한 요구도 스펙트럼에 기반을 두고 있다. 본 논문에서는 감소된 요구도 스펙트럼은 강도감소계수에 대한 몇 개의 제안식을 사용하여 구한 비탄성 요구도 스펙트럼을 사용한다. 역량스펙트럼 해석에 대한 강도감소계수의 영향은 세가지 종류의 대칭 및 비대칭 교량에 대하여 평가하였다. 몇 개의 강도감소계수를 적용한 역량스펙트럼 방법의 정확성을 평가하기 위하여, 역량스펙트럼 방법에 의한 최대변위를 8개의 인공지진에 의한 비탄성 시간이력해석 결과와 비교하였다. 강도감소계수 제안식 중 SJ 제안식에 의한 역량스펙트럼 해석의 최대변위가 비탄성 시간이력해석 결과와 가장 일치하는 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

Generation of critical and compatible seismic ground acceleration time histories for high-tech facilities

  • Hong, X.J.;Xu, Y.L.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제26권6호
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    • pp.687-707
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    • 2007
  • High-tech facilities engaged in the production of semiconductors and optical microscopes are extremely expensive, which may require time-domain analysis for seismic resistant design in consideration of the most critical directions of seismic ground motions. This paper presents a framework for generating three-dimensional critical seismic ground acceleration time histories compatible with the response spectra specified in seismic design codes. The most critical directions of seismic ground motions associated with the maximum response of a high-tech facility are first identified. A new numerical method is then proposed to derive the power spectrum density functions of ground accelerations which are compatible with the response spectra specified in seismic design codes in critical directions. The ground acceleration time histories for the high-tech facility along the structural axes are generated by applying the spectral representation method to the power spectrum density function matrix and then multiplied by envelope functions to consider nonstationarity of ground motions. The proposed framework is finally applied to a typical three-story high-tech facility, and the numerical results demonstrate the feasibility of the proposed approach.

교량구조물의 지진응답에 대한 등가단자유도 방법의 영향 (Effect of Equivalent SDOF Methods for Seismic Evaluation of Bridge Structures)

  • 남왕현;송종걸;정영화
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.316-323
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    • 2005
  • The capacity spectrum method (CSM) can be used for the evaluation of inelastic maximum response of structures and has been recently used in the seismic design using the incorporation of pushover analysis and response spectrum method. To efficiently evaluate seismic performance of multi-degree-of freedom (MDOF) bridge structures, it is important that the equivalent response of MDOF bridge structures be calculated. In this study to calculate the equivalent response of MDOF system, equivalent responses are obtained by the using Song method, N2 method and Calvi method. Also, these are applied the CSM method and seismic performance of bridge according to the ESDOF method are compared and evaluated.

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Emerging issues and new frameworks for wind loading on structures in mixed climates

  • Solari, Giovanni
    • Wind and Structures
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    • 제19권3호
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    • pp.295-320
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    • 2014
  • Starting from an overview on the research on thunderstorms in the last forty years, this paper provides a general discussion on some emerging issues and new frameworks for wind loading on structures in mixed climates. Omitting for sake of simplicity tropical cyclones and tornadoes, three main aspects are pointed out. The first concerns the separation and classification of different intense wind events into extra-tropical depressions, thunderstorms and gust fronts, with the aim of improving the interpretation of the phenomena of engineering interest, the probabilistic analysis of the maximum wind velocity, the determination of the wind-induced response and the safety format for structures. The second deals with the use of the response spectrum technique, not only as a potentially efficient tool for calculating the structural response to thunderstorms, but also as a mean for revisiting the whole wind-excited response in a more general and comprehensive framework. The third involves the statistical analysis of extreme wind velocities in mixed climates, pointing out some shortcomings of the approaches currently used for evaluating wind loading on structures and depicting a new scenario for a more rational scheme aiming to pursue structural safety. The paper is set in the spirit of mostly simplified analyses and mainly qualitative remarks, in order to capture the conceptual aspects of the problems dealt with and put on the table ideas open to discussion and further developments.

복수의 동적하중을 받는 바닥판 구조물의 응답스펙트럼 해석 (Response Spectrum Analysis of Floor Structure Subjected to Group Dynamic Loads)

  • 김태호;한덕전
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.57-67
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    • 2008
  • 건축구조물의 응답스펙트럼 해석법은 주로 내진설계를 위하여 많이 사용되고 있고 시간이력 해석법은 기계, 설비, 사람에 의한 하중 등이 건축물에 가해지는 경우에 많이 사용되고 있다. 응답스펙트럼 해석법과 시간이력해석법을 비교해 보면 시간이력 해석법은 복잡하고 분석이 어려우며 해석에 시간을 많이 필요로 하고 구조물이 복잡해질 경우에는 해석이 어려운 경우도 있다. 본 연구에서는 응답스펙트럼해석법을 이용하여 기계나 사람에 의한 하중을 받는 건축물 바닥판의 연직응답을 구하고자 한다. 이를 위하여 모드조합에서는 CQC기법을 적용하였으며, 사람의 활동을 중심으로 하중간의 상관관계를 분석하여 해석에 적용하였다. 제안방법은 시간이력해석결과와도 비교하였으며 하중간의 상관계수는 복수의 하중을 받는 바닥판구조물의 응답스펙트럼 해석에 반드시 고려해야 하는 결과를 얻었다.

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