• Earthquakes and Structures
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• 제10권6호
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• pp.1369-1389
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• 2016

The soil-structure interaction effect significantly influences the design of multi-storey buildings subjected to lateral seismic loads. The shear walls are often provided in such buildings to increase the lateral stability to resist seismic loads. In the present work, the nonlinear soil-structure analysis of a G+5 storey RC shear wall building frame having isolated column footings and founded on deformable soil is presented. The nonlinear seismic FE analysis is carried out using ANSYS software for the building with and without shear walls to investigate the effect of inclusion of shear wall on the moments in the footings due to differential settlement of soil mass. The frame is considered to behave in linear elastic manner, whereas, soil mass to behave in nonlinear manner. It is found that the interaction effect causes significant variation in the moments in the footings. The comparison of non-interaction and interaction analyses suggests that the presence of shear wall causes significant decrease in bending moments in most of the footings but the interaction effect causes restoration of the bending moments to a great extent. A comparison is made between linear and nonlinear analyses to draw some important conclusions.

• 국제초고층학회논문집
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• 제1권4호
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• pp.271-281
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• 2012

Tianjin Goldin Finance 117 tower has an architectural height of 597 m, total of 117 stories, and the coronation of having the highest structural roof of all the buildings under construction in China. Structural height-width ratio is approximately 9.5, exceeding the existing regulation code significantly. In order to satisfy earthquake and wind-resisting requirements, a structure consisting of a perimeter frame composed of mega composite columns, mega braces and transfer trusses and reinforced concrete core containing composite steel plate wall is adopted. Complemented by some of the new requirements from the latest Chinese building seismic design codes, design of the super high-rise building in high-intensity seismic area exhibits a number of new features and solutions to professional requirements in response spectrum selection, overall stiffness control, material and component type selection, seismic performance based design, mega-column design, anti-collapse and stability analysis as well as elastic-plastic time-history analysis. Furthermore, under the prerequisite of economic viability and a series of technical requirements prescribed by the expert review panel for high-rise buildings exceeding code limits, the design manages to overcome various structural challenges and realizes the intentions of the architect and the client.

• Smart Structures and Systems
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• 제23권3호
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• pp.227-242
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• 2019

Seismic isolation systems employ structural control that protect both buildings and vibration-sensitive contents from destructive effects of earthquakes. Structural control is divided into three main groups: passive, active, and semi-active. Among them, semi-active isolation systems, which can reduce floor displacements and accelerations concurrently, has gained importance in recent years since they don't require large power or pose stability problems like active ones. However, their seismic performance may vary depending on the variations that may be observed in the mechanical properties of semi-active devices and/or seismic isolators. Uncertainties relating to isolators can arise from variations in geometry, boundary conditions, material behavior, or temperature, or aging whereas those relating to semi-active control devices can be due to thermal changes, inefficiencies in calibrations, manufacturing errors, etc. For a more realistic evaluation of the seismic behavior of semi-active isolated buildings, such uncertainties must be taken into account. Here, the probabilistic behavior of semi-active isolated buildings under historical pulse-like near-fault earthquakes is evaluated in terms of their performance in preserving structural integrity and protecting vibration-sensitive contents considering aforementioned uncertainties via Monte-Carlo simulations of 3-story and 9-story semi-active isolated benchmark buildings. The results are presented in the form of fragility curves and probability of failure profiles.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권5호
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• pp.621-632
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• 2018

Soft-story buildings have bottom stories much less rigid than the top stories and are susceptible to earthquake damage. Therefore, the seismic design specifications need strict design considerations in such cases. In this paper, a four-story building was investigated as a case study and the effects of X-braces elimination in its lower stories studied. In addition, the possibility of replacement of the X-braces in soft-stories with equivalent moment resisting frame inspected in two different phases. In first phase, the stiffness of X-braces and equivalent moment-resisting frames evaluated using classic equations. In final phase, diagonals removed from the lowest story to develop a soft-story and replaced with moment resisting frames. Then, the seismic stiffness variation of moment-resisting frame evaluated using nonlinear static and dynamic analyses. The results show that substitution of braced frames with an equivalent moment-resisting frame of the same stiffness increases story drift and reduces energy absorption capacity. However, it is enough to consider the needs of building codes, even using equivalent moment resisting frame instead of X-Braces, to avoid soft-story stiffness irregularity in seismic design of buildings. Besides, soft-story development in the second story may be more critical under strong ground excitations, because of interaction of adjacent stories.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.111-121
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• 2007

지진하중의 불확실성을 평가할 수 있는 신뢰성기반 해석기법을 제시한다. 이 기법은 종래의 한계평형법과 뉴막-형식의 변형량 계산기법에 확률개념을 도입하였으며 피해 위험성을 몬테칼로 시뮬레이션 해석기법으로 계산한다. 지진파를 작성하고 이들을 사면 내진 해석에 사용하고자 확률변수 프로세스와 RMS 재해 기법을 도입하였다. 지반성질의 변동성과 통계오차도 고려하였다. 신뢰성 해석 결과 지진활동이 활발한 지역에서는, 계산된 사면파괴 위험성과 과도한 영구변형의 관점에서 비교할 때 지진재해 평가가 더 중요한 사항이며, 재료성질의 모사방법의 차이는 상대적으로 영향이 적다는 사실이 밝혀졌다. 이 결과는 원형 및 비원형 형태의 활동면 파괴에 모두 해당된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권3호
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• pp.319-328
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• 2022

Ensuring the integrity of a country's infrastructure is necessary to protect surrounding communities in case of disaster. Embankment dam systems across the US are an essential component of infrastructure, referred to as lifeline structures. Embankment dams are crucial to the survival of life and if these structures were to fail, it is imperative that states be prepared. Southern California is particularly concerned with the stability of embankment dams due to the frequent seismic activity that occurs in the state. The purpose of this study was to create a numerical model of an existing embankment dam simulated under seismic loads using previously recorded data. The embankment dam that was studied in Los Angeles, California was outfitted with accelerometers provided by the California Strong Motion Instrumentation Program that have recorded strong motion data for decades and was processed by the Center for Engineering Strong Motion Data to be used in future engineering applications. The accelerometer data was then used to verify the numerical model that was created using finite element modeling software RS2. The results from this study showed Puddingstone Dam's simulated response was consistent with that experienced during previous earthquakes and therefore validated the predicted behavior from the numerical model. The study also identified areas of weakness and instability on the dam that posed the greatest risk for its failure. Following this study, the numerical model can now be used to predict the dam's response to future earthquakes, develop plans for its remediation, and for emergency response in case of disaster.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.71-83
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• 2014

부산지역은 낙동강 하구에 위치하여 퇴적층, 매립층 등이 매우 잘 발달되어 있어 지진이 발생한다면 이러한 지층 등에서 증폭현상이 나타나 모래층과 성토층 및 매립지반에 액상화 발생 가능성이 매우 커진다. 만약 액상화가 발생한다면 지진에 의한 피해는 크게 가중되어 막대한 피해를 야기 시키게 된다. 그러므로 본 연구는 지진 발생 시 항만시설의 1차 보호구조물인 부산항 신항 방파제의 안정성을 검토하기 위하여, 국내 내진설계기준과 항만 및 어항 설계기준을 바탕으로 인공지진과 국내에 널리 사용되는 장주기 지진파와 단주기 지진파인 포함하여 지진규모 5.6~7.9 수준의 지진 13개 등을 사용하여 첫 번째로 여러 제시된 액상화 평가방법을 이용하여 방파제 하부 치환모래층의 액상화 발생 가능성을 검토하여 안정성을 평가하고, 두 번째 지진규모에 따른 지진에너지와 가속도 응답스펙트럼에 대한 특성분석을 수행하여 설계기준에 근접하는 지진파 제시하며, 세 번째 제시된 지진파를 이용하여 방파제의 동적 안정성을 검토하기 위해 유한요소해석을 실시하여 구조물의 안정성을 확인하고, Geotextile에 발생하는 변위 및 인장력의 변화에 대하여 확인하였다. 따라서 본 연구결과 방파제 하부 치환모래층에 대한 액상화 발생가능성과 방파제의 동적수평변위 및 Geotextile의 변화는 하부지반(치환모래층)에 의해 매우 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.337-346
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• 2020

도심권의 교통 집중과 정체로 인하여 지하 공간 활용성이 필요함에 따라 지하구조물에 대한 연구가 늘어나고 있다. 그 중 복층터널은 지하구조물을 대표 할 수 있다. 복층터널은 중간슬래브를 기준으로 상, 하부 차도를 구분하여 운영하고 있다. 중간슬래브는 차량의 하중 및 지진하중에 의하여 동적거동을 한다. 특히 지진의 의한 응답특성은 하중의 크기 및 작용 메커니즘이 매우 복잡하고 이론적 접근이 어려워 실험적 연구가 필요하다. 본 연구에서는 붕괴방지 내진 1등급의 복층터널 중간슬래브에 진동 감쇠 고무받침 유무에 따른 안정성 평가를 실시하는데 목적을 두고 있다. 본 진동대 실험에서는 상사율 1/4을 적용하였으며, 모형실험에서 지반과 모형의 일체거동을 묘사하기 위하여 라이닝과 진동대판을 고정시켰으며 이를 통해서 상대거동을 최소화 하였다. 실험대상은 가상복층터널 TBM 표준단면으로 정했다. 기반암에 가해지는 지반운동 수준을 0.154 g (붕괴방지 수준 내진 1등급 인공지진파)이며 이 가속도를 최대로 하는 지진파를 진동대 입력(기반암)에 작용시켜 모형에 증폭현상을 분석하고 진동 감쇠 고무받침 유무에 따른 중간슬래브의 내진 안정성에 대해 평가 분석 하였다. 그 결과, 지진 감쇠 고무받침 유무에 따라서 지진 가속도 감쇠 효과가 최대 40% 이상 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.15-26
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• 2019

지진에 대한 중력식 안벽의 안정성은 구조물의 허용변위를 기준으로 평가하며, 외력으로 발생하는 변위를 계산하기 위하여 Newmark 활동블록 이론에 기초한 변위 경험식 혹은 수치해석을 사용한다. 수치해석의 경우 복잡한 지형 및 구조물에 대한 정밀한 분석이 가능하나 적절한 입력변수 및 환경설정의 어려움으로 전문가가 아니면 신뢰성 있는 결과 도출에 한계가 있다. Newmark 법의 변위 경험식은 지진파만을 가지고 영구변위를 추정하기에 수치해석보다 간편하여 널리 사용되고 있다. 하지만 변위 경험식들은 구조물의 특성과 활동면에 대한 파라메터가 없으며, 강체로 가정된 활동면에서 흙의 비선형 거동과 구조물과의 상호작용을 고려하지 않았다. 따라서 중력식 안벽의 지진 안정성 평가를 위해서는 앞서 언급한 한계점을 보완하는 새로운 변위 경험식이 필요하다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 구조물 뒷채움재의 응답특성을 분석하여 최적의 활동면 산정법을 제시하고자 하였다. 이를 위해 유한요소해석을 수행하여 다양한 지진파에 따른 응답특성과 응력-변형률 관계를 분석하였다. 그 결과 뒷채움재의 응답특성과 활동면은 입력 지진파에 따라 달라지는 것으로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제20권
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• pp.43-54
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• 2007

무량사오층석탑(보물 제185호)은 백제의 옛 땅에 위치한 지리적 특성으로 백제의 기법이 이어졌고 통일신라의 시대적인 양식도 계승된 고려초기의 석탑이다. 이 석탑은 오랜세월 외부에 위치해 있어 부재에 심한 암석학적 풍화와 생물학적 풍화를 받고 있으며 상대갑석에는 중심침하가 발생한 상태이다. 이에 상대갑석의 중심침하의 원인을 규명하기 위해 탄성파 탐사, 전기비저항 탐사, GPR 탐사와 같은 비파괴 방법을 이용하여 지반안정해석을 실시하였다. 이 결과, 모든 탐사에서 지반은 양호한 상태로 나타났으며, 특히 전기비저항 탐사자료를 통해 지반강화 다짐으로 보여지는 고비저항대가 나타났다. 따라서 상대갑석에서 발생한 중심침하 현상은 지반의 불안정에 의한 것이 아니라 상대갑석 상부 부재의 구조적 불안정에서 기인된 것이라 해석된다. 이 결과는 석탑의 상시 모니터링 또는 보존대책 수립시 기초자료로 활용될 것이다.