• 한국철도학회논문집
• /
• 제9권1호
• /
• pp.118-124
• /
• 2006

SThe rigidities of bridge substructures are the important data in the rail-bridge interaction analysis in Korean High -Speed Railway. This experimental study is being performed because of followings. 1) More correct longitudinal stiffness of the structure including substructure should be considered in the calculation of stresses in rails. 2) There are many uncertainties in the design and construction of the piers and foundations. 3) Actual guideline for the rigidities of piers and foundations in the design is necessary. 4) Measurement on the rigidity of pier according to the types of piers, foundations and soil-conditions is needed. Curve for estimating the total rigidity of substructure will be obtained through this and further experimental studies. It may be used in the analysis of Korean High-Speed Railway bridge and then, longitudinal stresses in the rails can be estimated more accurately. One pair of piers, which consist of pot-bearing for fixed support and pad-bearing for movable support, are loaded by steel frame devices with steel wire ropes and hydraulic jack. The responses which are measured at each loading stages in those field tests are displacements and tilted angles on the top and bottom of piers. This study is being performed testing and analysis about several piers in the construction field.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제17권6호
• /
• pp.957-980
• /
• 2016

Structural damage detection (SDD) is a challenging task in the field of structural health monitoring (SHM). As an exploring attempt to the SDD problem, a hybrid self-adaptive Firefly-Nelder-Mead (SA-FNM) algorithm is proposed for the SDD problem in this study. First of all, the basic principle of firefly algorithm (FA) is introduced. The Nelder-Mead (NM) algorithm is incorporated into FA for improving the local searching ability. A new strategy for exchanging the information in the firefly group is introduced into the SA-FNM for reducing the computation cost. A random walk strategy for the best firefly and a self-adaptive control strategy of three key parameters, such as light absorption, randomization parameter and critical distance, are proposed for preferably balancing the exploitation and exploration ability of the SA-FNM. The computing performance of the SA-FNM is evaluated and compared with the basic FA by three benchmark functions. Secondly, the SDD problem is mathematically converted into a constrained optimization problem, which is then hopefully solved by the SA-FNM algorithm. A multi-step method is proposed for finding the minimum fitness with a big probability. In order to assess the accuracy and the feasibility of the proposed method, a two-storey rigid frame structure without considering the finite element model (FEM) error and a steel beam with considering the model error are taken examples for numerical simulations. Finally, a series of experimental studies on damage detection of a steel beam with four damage patterns are performed in laboratory. The illustrated results show that the proposed method can accurately identify the structural damage. Some valuable conclusions are made and related issues are discussed as well.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.23-29
• /
• 2008

강도한계 이선형 단자유도 시스템의 지진 하중 하에서의 동적 불안정에 대해 연구하였다. 강도한계 이선형 이력 모델은 철골 모멘트 골조의 이력거동을 가장 잘 모사한다. 단자유도 시스템의 동적 불안정을 판단하기 위해 붕괴 강도비를 사용하였고, 이것은 붕괴가 일어날 때의 항복강도 저감계수이다. 단단한 지반에서 측정된 240개의 지진을 이용하고 고유주기, 강성 경화 기울기, 음강성 기울기, 연성 그리고 $2{\sim}20%$의 감쇠비를 변수로 하여 강도한계 이선형 단자유도 시스템의 붕괴 강도비의 평균과 편차 값들을 구할 수 있도록 통계 분석을 하였다. 비선형 회귀분석을 통해 강도한계 이선형 단자유도 시스템의 붕괴 강도비의 평균과 표준편차를 계산할 수 있는 식을 구하였다. 제안한 식을 이용하여 붕괴 강도비의 확률적 분포를 구하였고, 실제 값과 비교하여 제안한 식의 정확성을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.81-92
• /
• 2008

일반적인 강구조물의 연결은 강절(rigid) 또는 활절(hinge)로 취급되고 있으나 실제 강구조물은 연결부위에서 부재간의 상대적인회전이 허용됨으로 인해 부분강절(semi-rigid)의 특성을 갖게 된다. 본 연구에서는 부분강절을 회전스프링으로 가정하여 부재 단부에 적용시킨 평면 뼈대구조물의 엄밀한 접선강도행렬을 유도하고 이를 다시 탄성강도행렬과 기하학적 강도행렬로 분리 유도함으로써 부분강절을 갖는 평면 뼈대구조물의 안정성해석을 위한 일반화된 해석방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여, 보-기둥부재의 좌굴조건을 만족시키는 처짐함수로부터 안정함수(stability function)를 유도하고, 횡변위(sway)를 고려한 힘-변위관계와 적합조건을 고려하여 정확한 접선강도행렬을 제시하였다. 본 연구의 타당성과 실용성 제고를 위해 두 가지 방법에 의한 수치해석프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통해, 타 연구자 해석 결과와 비교하고 부분강절이 구조물의 좌굴강도에 미치는 영향에 대하여 조사한다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제2권1호
• /
• pp.35-46
• /
• 1998

대부분의 손상도 추정법들을 부재의 손상을 해당부재의 평균적인 강성감소로 표현하였다. 본 연구에서는 보다 실제적인 손상도를 추정하기 위하여, 접합부의 손상을 도입하였다. 접합부의 모형화를 위하여 보의 양단에 회전스프링을 추가하였으며, 접합부 손상을 접합부 강성의 감소로 정의하였다. 접합부의 손상도를 계측된 모드벡터를 바탕으로하여, 신경망기법을 추정하였다. 효율적인 훈련패턴을 만들기 위하여 Latin Hypercube Sampling 기법을 도입하였으며, 국부영역에서의 손상도추정을 위하여 부구조법을 도입하였다. 제안된 기법의 효율성을 검증하기 위하여 10층 프레임구조물에 대한 수치해석결과를 이용하였다. 예제해석을 통하여 추정결과가 상당히 정확함을 확인하여, 실제 적용 가능한 방법임을 알수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제74권3호
• /
• pp.395-406
• /
• 2020

Many prefabricated concrete frame joints have been proposed, and most of them showed good seismic performance. However, there are still some limitations in the proposed fabricated joints. For example, for prefabricated prestressed concrete joints, prefabricated beams and prefabricated columns are assembled as a whole by the pre-stressed steel bar and steel strand in the beams, which brings some troubles to the construction, and the reinforcement in the core area of the joints is complex, and the mechanical mechanism is not clear. Based on the current research results, a new type of fabricated joint of prestressed concrete beams and confined concrete columns is proposed. To study the seismic performance of the joint, the quasi-static test is carried out. The test results show that the nodes exhibit good ductility and energy dissipation. According to the experimental fitting method and the "fixed point pointing" law, the resilience model of this kind of nodes is established, and compared with the experimental results, the two agree well, which can provides a certain reference for elasto-plastic seismic response analysis of this type of structure. Besides, based on the analysis of the factors affecting the shear capacity of the node core area, the formula of shear capacity of the core area of the node is proposed, and the theoretical values of the formula are consistent with the experimental value.

• Elastomers and Composites
• /
• 제43권1호
• /
• pp.25-30
• /
• 2008

자동차 부싱은 차체로 전달되는 하중을 줄여주는 역할을 하는 자동차 현가장치의 주요 부품으로 바깥쪽 슬리브와 안쪽의 축 사이에서 가운데가 비어 있는 실린더의 형상을 가진다. 차축에 작용되는 힘과 모멘트에 대한 부싱의 상대변위 및 변형각도는 점탄성 성질을 나타내며, 부싱에서 힘과 모멘트와 이에 대한 변위와 변형각도의 관계는 다물체 동역학 시뮬레이션에 매우 중요하다. 본 연구는 자동차 부싱의 회전방향 모드에 대한 모멘트와 변형각도의 점탄성 관계를 변형각도에 의존하는 모멘트 완화함수를 통하여 부싱모델을 완성하였으며, 완성된 점탄성 부싱 모델은 회전방향 모드에 대한 실험값과 비교하여 검증하였다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제21권5호
• /
• pp.551-562
• /
• 2021

In this study, the generalized intensity measure (IM) named I_Npg is analyzed. The recently proposed proxy of the spectral shape named N_pg is the base of this intensity measure, which is similar to the traditional N_p based on the spectral shape in terms of pseudo-acceleration; however, in this case the new generalized intensity measure can be defined through other types of spectral shapes such as those obtained with velocity, displacement, input energy, inelastic parameters and so on. It is shown that this IM is able to increase the efficiency in the prediction of nonlinear behavior of structures subjected to earthquake ground motions. For this work, the efficiency of two particular cases (based on acceleration and velocity) of the generalized I_Npg to predict the peak floor acceleration demands on steel frames under 30 earthquake ground motions with respect to the traditional spectral acceleration at first mode of vibration Sa(T₁) is compared. Additionally, a 3D reinforced concrete building and an irregular steel frame is used as a basis for comparison. It is concluded that the use of velocity and acceleration spectral shape increase the efficiency to predict peak floor accelerations in comparison with the traditional and most used around the world spectral acceleration at first mode of vibration.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제24권5호
• /
• pp.317-331
• /
• 2023

The buckling-restrained braced frames with eccentric configurations (BRBFECs) are stable cyclic behavior and high energy absorption capacity. Furthermore, they have an architectural advantage for creating openings like eccentrically braced frames (EBFs). In the present study, it has been suggested to use the performance-based plastic design (PBPD) method to calculate the design base shear of the BRBFEC systems. Moreover, in this study, to reduce the required steel material, it has been suggested to use the performance-based practical design (PBPD) method instead of the force-based design (FBD) method for the design of this system. The 3-, 6-, and 9-story buildings with the BRBFEC system were designed, and the finite element models were modeled. The seismic performance of the models was investigated using two suits of ground motions representing the maximum considered earthquake (MCE) and design basis earthquake (DBE) seismic hazard levels. The results showed that the models designed with the suggested method, which had lower weights compared to those designed with the FBD method, had a desirable seismic performance in terms of maximum story drift and ductility demand under earthquakes at both MCE and DBE seismic hazard levels. This suggests that the steel weights of the structures designed with the PBPD method are about 13% to 18% lesser than the FBD method. However, the residual drifts in these models were higher than those in the models designed with the FBD method. Also, in earthquakes at the DBE hazard level, the residual drifts in all models except the PBPD-6s and PBPD-9s models were less than the allowable reparability limit.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제22권1호
• /
• pp.1-12
• /
• 2010

현행 강구조내진설계철학의 근거인 역량설계법(capacity design method)에 의할 때 중심가새골조의 에너지 소산요소인 가새가 인장항복하고 압축좌굴 할 때 보와 기둥은 탄성상태를 유지해야 한다. 중심가새골조의 대표적 형식인 역V형 가새골조의 경우 가새가 좌굴하면 인장가새와 압축가새 사이에 수직불균형력이 발생하여 보와 기둥에 추가적인 하중이 가해지므로 이를 반영하여 보 및 기둥 부재를 탄성설계해야 한다. 지진하중 발생시에 모든 가새가 동시에 좌굴하지 않는다는 것은 잘 알려져 있지만, 특정층의 좌굴발생 유무를 정확히 예견하는 방법은 아직 존재하지 않는다. 따라서 현행 설계기준에서는 모든 층에서의 동시 좌굴을 가정하여 보수적으로 설계하거나 시스템초과강도계수로 증폭된 특별지진하중에 대해 기둥부재를 탄성설계하는 경험적이고 우회적인 방법을 제시하고 있다. 이를 개선하기 위한 첫 번째 단계는 우선 지진 내습시에 좌굴발생이 예견되는 층을 정확히 예측하는 것이다. 본 논문에서는 1차모드 푸쉬오버해석, 고차모드 푸쉬오버해석, 선형고유치해석에 의해 좌굴층을 예측한 후 이를 토대로 가새좌굴이 기둥에 가하는 축력을 산정하는 세 가지의 새로운 방법, 즉 FMPM(First Mode Pushover Method), MMPM (Multi-Mode Pushover Method), MSBM(Mode Shape Based Method)을 제안하였다. 이 세 가지 방안의 핵심은 좌굴 포텐셜이 높은 것으로 감지된 층의 수직불균형력은 선형합산하고 그렇지 않은 층의 수직불균형력은 SRSS(square root of sum of squares)법에 의해 조합하여 기둥에 가해지는 축력을 산정하는 것이다. 3층에서 15층에 이르는 5개의 골조모델에 대해 20개 지진가속도기록을 입력으로 한 방대한 비선형동적해석을 수행하여 제시한 방안의 타탕성을 검증하였다. 세 방법에 의한 기둥설계 결과는 모두 현행 설계기준의 방법보다 기둥의 물량을 대폭 줄이면서도 기둥부재가 탄성상태를 유지하여 역량설계법의 철학을 만족시켰다. 특히 MSBM은 간단한 선형 고유치해석결과만을 이용하지만 본 연구에서 가장 정확한 축력산정법인 MMPM과 큰 차이를 보이지 않을 정도로 정확하다. 실무 여건에서도 사용 가능한 방법으로 MSBM을 추천한다.