• Steel and Composite Structures
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• 제22권4호
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• pp.915-935
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• 2016

Steel systems composed of Reinforced Concrete column to Steel beam connection (RCS) have been raised as a structural system in the past few years. The optimized combination of steel-concrete structural elements has the advantages of both systems. Through beam and through column connections are two main categories in RCS systems. This study includes finite-element analyses of mentioned connection to investigate the seismic performance of RCS connections. The finite element model using ABAQUS software has been verified with experimental results of a through beam type connection tested in Taiwan in 2005. According to verified finite element model a parametric study has been carried out on five RCS frames with different types of lateral restraint system. The main objective of this study is to investigate the forming of plastic hinges, distribution of stresses, ductility and stiffness of these models. The results of current research showed good performance of composite systems including concrete column-steel beam in combination with steel shear wall and bracing system, are very desirable. The results show that the linear stiffness of models with X bracing and steel shear wall increase remarkably and their ultimate strength increase about three times rather than other RCS frames.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권5호
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• pp.817-842
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• 2014

ASCE/SEI 41-13 provides modeling parameters and numerical acceptance criteria for various types of members that are useful for evaluating the seismic performance of reinforced concrete (RC) building structures. To accurately evaluate the global performance of a coupled wall system, it is crucial to first properly define the component behaviors (i.e., force-displacement relationships of shear walls and coupling beams). However, only a few studies have investigated on the modeling of RC coupling beams subjected to earthquake loading to date. The main objective of this study is to assess the reliability of ASCE 41-13 modeling parameters specified for RC coupling beams with various design details, based on a database compiling almost all coupling beam tests available worldwide. Several recently developed coupling beam models are also reviewed. Finally, a rational method is proposed for determining the chord yield rotation of RC coupling beams.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.41-54
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• 1999

본 연구는 충진교각의 시공시 발생되는 수화열에 따른 문제점을 보완하고 중장지간 교량의 시공성을 위하여 이용되는 중공 철근콘크리트 기둥의 내진성능 평가에 관한 Quasi-static 실험이다 사용된 실험변수는 축하중 내진설계유무에 따른 띠철근 간격, 변위 제어 하중형태 등을 채택하였다 RC기둥시험체는 수원에 위치한 하갈교의 교각을 1/3.4 의 축소모델로 하여 등단면 중공단면형태의 내진설계된 시험체와 내진설계되지 않은 시험체를 각각 4개, 2개 유리섬유로 보강된 시험체 1개, 총 7개를 제작하였으며 소성힌지 구간에서의 띠철근의 간격은 1.8cm 및 2.3cm 이었다 실험변수에 따른 내진 및 비내진 시험체의 내진성ㄴㅇ 검토를 위하여 하중-변위 이력특성 연성능력 강도감소, 강성감소, 에너지흡수능력 등가점성계수등을 실험적으로 분석.조사하였다 중공단면 콘크리트 교각의 내진성능은 같은 단면적의 충진원형단면과 내진성능이 유사한 것으로 평가되었으며 비내진설계로 시공된 교각도 어느 정도의 연성능력을 확보하고 있는 것으로 조사되었다 그러나 추가의 실험변수에 따른 충분한 실험연구가 요구된다

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.199-206
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• 2005

끼움벽에 의한 내진보강은 국외에서는 내진 보강공법 중 가장 널리 사용되어지는 신뢰성 있는 공법이나 국내에서는 아직 비내진 상세를 갖는 골조의 내진보강에 대한 분석이 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 재생세골제를 사용한 끼움벽과 현장타설 철근콘크리트 끼움벽의 반복 횡하중 실험을 통하여 끼움벽의 구조성능을 비교분석하였다. 실험결과 두 실험체 모두 기존골조와 비교하여 크게 향상된 성능을 나타냈으며 특히 현장타설 끼움벽 실험체는 순수골조 실험체에 비하여 강도 및 초기강성이 각각 3.8배, 6.6배 향상하며 파괴 시까지 안정적인 거동을 보여 기존골조의 내진보강공법으로 합리적인 것으로 판단되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권5호통권39호
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• pp.25-33
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• 2004

성능설계법에서 다층 건축물의 내진성능을 평가하기 위해서는 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환할 필요가 있다. 본 논문은 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환하여 다층 골조구조물의 층간변위 응답을 추정하는 방법을 제안한다. 본 연구의 목적은 다층 골조구조물과 등가 1자유도계의 시간이력해석을 수행하여 등가 1자유도계 변환 방법의 타당성을 확인하는 것이다. 다층 골조구조물의 시간이력해석에 의한 층간변위 응답과 등가 1자유도계에 의해 추정된 층간변위 응답을 비교하여, 등가 1자유도계에 의한 층간변위 응답에 대한 추정 방법의 타당성을 확인한다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 시간이력해석을 통하여 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환하는 방법의 타당성을 확인할 수 있었다. 다층 골조구조물의 층간변위 응답은 비탄성 1차 모드를 이용한 등가 1자유도계의 변위응답으로부터 보다 정확히 추정할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.775-784
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• 2005

본 연구에서는 합리적인 내진설계기준의 정립을 위하여 철근콘크리트 교각의 내진성능에 영향을 미치는 주요 인자에 대하여 분석하였다. 기존 연구 결과에 따르면 한반도와 같은 중약진 지역에서의 철근콘크리트 교각의 심부구속철근비가 과다하게 사용되어 왔다는 결론을 내렸다. 따라서, 본 연구에서는 기존의 실험 결과들을 분석하여 합리적인 심부구속철근비를 제안하였다. 본 연구에서 제안된 심부구속철근비는 축하중비와 주철근비를 고려하였으며 낮은 축하중비에서 주철근 좌굴 방지를 위한 최소 규정을 도입하였다. 제안된 식은 일반적인 도로교상의 축하중비를 고려하면 기존 내진규정에 비해 매우 완화된 심부구속철근비를 갖게 된다. 따라서 문제로 나타나고 있는 시공성과 경제성이 상당히 향상될 수 있으리라 판단된다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.21-33
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• 2014

The tied braced frame (TBF) system was developed to achieve uniform seismic inelastic demand along the height of multi-storey eccentrically braced steel frames. A modular tied braced frame (M-TBF) configuration has been recently proposed to reach the same objective while reducing the large axial force demand imposed on the vertical tie members connecting the link beams together in TBFs. M-TBFs may however experience variations in storey drifts at levels where the ties have been removed to form the modules. In this paper, the possibility of reducing the discontinuity in displacement response of a 16-storey M-TBF structure by introducing energy dissipating (ED) devices between the modules is examined. Two M-TBF configurations are investigated: an M-TBF with two 8-storey modules and an M-TBF with four 4-storey modules. Three types of ED devices are studied: friction dampers (FD), buckling restrained bracing (BRB) members and self-centering energy dissipative (SCED) members. The ED devices were sized such that no additional force demand was imposed on the discontinuous tie members. Nonlinear response history analysis showed that all three ED systems can be used to reduce discontinuities in storey drifts of M-TBFs. The BRB members experienced the smallest peak deformations whereas minimum residual deformations were obtained with the SCED devices.

• Earthquakes and Structures
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• 제4권5호
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• pp.451-470
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• 2013

It generally accepted that most building structures shall exhibit a nonlinear response when subjected to medium-high intensity earthquakes. It is currently known, however, that this phenomenon is not properly modelled in the majority of cases, especially at the design stage, where only simple linear methods have effectively been used. Recently, as a result of the exponential progress of computational tools, nonlinear modelling and analysis have gradually been brought to a more promising level. A wide range of modelling alternatives developed over the years is hence at the designer's disposal for the seismic design and assessment of engineering structures. The objective of the study presented herein is to test some of these models in an existing structure, and observe their performance in nonlinear static and dynamic analyses. This evaluation is done by the use of two of a known range of advanced computer programs: SAP2000 and SeismoStruct. The different models will focus on the element flexural mechanism with both lumped and distributed plasticity element models. In order to appraise the reliability and feasibility of each alternative, the programs capabilities and the amount of labour and time required for modelling and performing the analyses are also discussed. The results obtained show the difficulties that may be met, not only in performing nonlinear analyses, but also on their dependency on both the chosen nonlinear structural models and the adopted computer programs. It is then suggested that these procedures should only be used by experienced designers, provided that they are aware of these difficulties and with a critical stance towards the result of the analyses.

• Earthquakes and Structures
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• 제5권4호
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• pp.439-459
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• 2013

Main objective of the present study is to determine the statistical properties and suitable probability distribution functions of spectral displacements from nonlinear static and nonlinear dynamic analysis within the frame work of Monte Carlo simulation for typical low rise and high rise RC framed buildings located in zone III and zone V and designed as per Indian seismic codes. Probabilistic analysis of spectral displacement is useful for strength assessment and loss estimation. To the author's knowledge, no study is reported in literature on comparison of spectral displacement including the uncertainties in capacity and demand in Indian context. In the present study, uncertainties in capacity of the building is modeled by choosing cross sectional dimensions of beams and columns, density and compressive strength of concrete, yield strength and elastic modulus of steel and, live load as random variables. Uncertainty in demand is modeled by choosing peak ground acceleration (PGA) as a random variable. Nonlinear static analysis (NSA) and nonlinear dynamic analysis (NDA) are carried out for typical low rise and high rise reinforced concrete framed buildings using IDARC 2D computer program with the random sample input parameters. Statistical properties are obtained for spectral displacements corresponding to performance point from NSA and maximum absolute roof displacement from NDA and suitable probability distribution functions viz., normal, Weibull, lognormal are examined for goodness-of-fit. From the hypothesis test for goodness-of-fit, lognormal function is found to be suitable to represent the statistical variation of spectral displacement obtained from NSA and NDA.