• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.31-40
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• 2023

본 연구는 고밀도 지진 관측망 구축 시 지표 가속도 측정 및 조기경보 활용을 위한 효율적 관측소 설치 방법을 수립하기 위하여 테스트베드에 지표, 1m, 2m, 9m 깊이의 임시관측소를 설치하여 상시 잡음, 인공 가진 신호 및 지진 계측 자료의 깊이별 변화를 분석하였다. 연구대상지의 상시 잡음 분석 결과 1s 이하의 단주기 영역은 주변의 인위적 잡음이 우세하였으며, 1s 이상 장주기 영역은 풍속의 변동과 큰 상관성을 보였다. 2차원 지진계 배열을 통한 상시 잡음 진동수-파수(FK) 분석 결과 단주기 상시 잡음은 표면파 보다는 주로 체적파의 형태로 유입되는 것으로 추정된다. 잡음 수준 분석 결과 9m 이하에서는 낮은 수준의 상시 잡음이 관측되었으나, 지표, 1m, 2m 지진계에서는 토사층의 동적 거동에 의해 T < 0.1s에서 잡음의 증폭이 발생하는 것을 확인하였다. 인공 가진실험 및 괴산지진 계측 자료 분석 결과 전반적으로 깊이가 깊어질수록 신호의 크기가 감소함을 확인하였으며, 스펙트럼비 및 응답스펙트럼 분석 결과 지표와 1m에서 3m 깊이 토사층의 고유진동수에 해당하는 20Hz(T=0.05s) 대역의 지반운동이 크게 증폭되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 상시미동과 가진실험을 통해 대상구간의 관측환경을 조사하여 지진계 설치 방법 및 깊이 선정시 활용할 수 있는 것으로 나타났으며, 향후 다수의 지역에서 다양한 환경을 고려한 연구가 진행된다면 관측소 설치 깊이, 설치방법, 환경 조사방법에 대한 가이드라인을 제시하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.125-134
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• 2006

기존의 액상화 평가방법은 대부분 미국, 일본 등 지진 발생빈도가 높고 그로 인한 액상화 피해가 빈번한 국가에서 주도적으로 연구가 진행되었으며, 개발된 액상화 평가방법들은 큰 지진규모(M=7.5)에 기초하고 있다. 국내에서도 1997년 실제적인 내진연구가 시작된 이래 액상화 평가의 구체적 규정이 제정되었으나, 내진설계기준에서는 실지진하중을 등가의 전단응력으로 간편화한 경험적인 방법과 실내진동실험에 의한 액상화 상세평가 방법을 통해 액상화 평가를 수행하도록 되어있다. 그러나 이러한 경우 실제 지진하중의 특성을 평가과정에서 반영하지 못하는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 실제 지진파 고유의 특성을 적용한 진동삼축실험을 통하여 상대밀도와 실트질함유량의 변화에 따른 액상화 저항강도를 산정하였다. 실험결과를 토대로 국내의 대표적인 항만지역의 지진응답해석 결과와 비교 분석하여 중진지역에 적합한 액상화 평가 생략기준을 제시하였다. 또한 액상화 평가시 정현하중 사용의 문제점을 개선하기 위하여 쐐기하중 및 선형증가쐐기하중 실험을 수행하여 하중 변화에 따른 액상화 저항강도 특성을 분석하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권4호
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• pp.311-326
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• 2024

Transmission tower structures are particularly susceptible to damage and even collapse under strong seismic ground motions. Conventional seismic analyses of transmission towers are usually performed by considering only ground motion uncertainty while ignoring structural uncertainty; consequently, the performance evaluation and failure prediction may be inaccurate. In this context, the present study numerically investigates the seismic responses and failure mechanism of transmission towers by considering multiple sources of uncertainty. To this end, an existing transmission tower is chosen, and the corresponding three-dimensional finite element model is created in ABAQUS software. Sensitivity analysis is carried out to identify the relative importance of the uncertain parameters in the seismic responses of transmission towers. The numerical results indicate that the impacts of the structural damping ratio, elastic modulus and yield strength on the seismic responses of the transmission tower are relatively large. Subsequently, a set of 20 uncertainty models are established based on random samples of various parameter combinations generated by the Latin hypercube sampling (LHS) method. An uncertainty analysis is performed for these uncertainty models to clarify the impacts of uncertain structural factors on the seismic responses and failure mechanism (ultimate bearing capacity and failure path). The numerical results show that structural uncertainty has a significant influence on the seismic responses and failure mechanism of transmission towers; different possible failure paths exist for the uncertainty models, whereas only one exists for the deterministic model, and the ultimate bearing capacity of transmission towers is more sensitive to the variation in material parameters than that in geometrical parameters. This research is expected to provide an in-depth understanding of the influence of structural uncertainty on the seismic demand assessment of transmission towers.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.81-87
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• 2011

최근 국내에서 발생한 20개의 중규모 지진으로부터 관측된 지반진동 파형을 이용하여 수직 대 수평 응답스펙트럼의 비율을 분석하였다. 연구에 이용된 지반진동은 수평성분 260개, 수직성분은 130개이며 고유진동수별 지반응답을 구하고 최대 지반 가속도 값을 이용하여 정규화 분석을 수행하였다. 국내에서 관측된 지반진동을 이용한 수직 대 수평성분 응답스펙트럼 비율의 특성은 민감도가 가장 높은 것으로 알려져 있는 진앙거리 및 고유진동수에 의한 영향이 뚜렷하게 존재하고 있음을 확인하였다. 0-50km 진앙거리 그룹의 수직 대 수평 응답스펙트럼 비율은 고유진동수 약 7-8Hz 이상 부터 2/3를 초과하고 있음을 보여주었다. 50-100km, 100-150km 및 150-200km의 진앙거리 그룹은 보다 높은 약 15Hz 이상부터 3 그룹 모두 2/3를 초과하고 있으며 또한 약 8-10Hz보다 낮은 고유진동수에서 역시 2/3 이하로 떨어지지 않고 오히려 다시 초과하고 있음을 보여주고 있다. 따라서 내진설계 대상인 구조물로부터 약 200km 이내 지진유발단층이 존재하는 경우 진앙거리마다 고유진동수값에 약간 차이가 존재하나 높은 및 낮은 고유진동수 영역에서 기존의 2/3값을 초과하기 때문에 수직성분의 보수성을 보다 심각하게 고려할 필요가 있다고 해석된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3C호
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• pp.187-196
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• 2008

한반도 남쪽 경계 부근에 위치한 지리산 내의 불교 사찰인 쌍계사에서 1936년 7월 4일 규모 5.0의 지진이 발생하였다. 이 지진으로 인하여 쌍계사 경내 건축물과 구조물이 심각한 피해를 입었으며, 특히 지진시 사찰 내 오층 석탑의 탑두가 전도하여 추락하였다. 이 지진 피해 사례는 역사 지진 발생 이외의 강진 기록이 전무한 중진 지역의 한반도에서의 지반 운동 세기 평가에 유용하게 활용될 수 있다. 쌍계사 부지에서의 국부적 부지 효과 및 그에 따른 지반 운동을 평가하기 위하여, 시추와 크로스홀 및 SASW 시험과 같은 현장 탄성파 시험으로 구성된 종합적인 지반 조사를 사찰 경내에서 수행하였다. 조사된 지반 특성을 토대로, 다양한 지진파를 적용한 부지고유 지진 응답 해석을 0.044g부터 0.220g 범위의 여섯 가지 입력 암반 노두 가속도 수준으로 대표적 쌍계사 부지에 대해 일차원 등가선형 및 비선형 기법을 적용하여 실시하였다. 부지고유 지진 응답 결과로부터 쌍계사의 부지 주기 부근의 단주기 영역에서 증폭된 지반 운동을 확인할 수 있었다. 또한, 본 연구의 부지 응답 해석 결과와 선행 연구의 석탑 실물 크기 지진 시험 결과를 비교 분석하여 1936년 지리산 지진의 암반 노두 지진 세기를 평가하였다.

• 한국안전학회지
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• 제32권1호
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• pp.66-74
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• 2017

Masonry walls which are commonly used for partitions in low-rise reinforced concrete (RC) structures, can be easily exposed to high risks under strong earthquakes. Since the strength degradations cannot be protected under the ground motions, their applications cannot be recommended for building structures which are designed to possess high seismic performances. However, masonry-infilled walls are typically considered as non-structural elements in evaluating the seismic performance of building structures. In order to figure out this problem, this study performed experiments using two specimens-only RC frame and RC frame infilled with masonry walls- under static loading. Also, the study established analytical models representing fully infilled frames and bare frame, and compared their structural behavior with test results. In addition, analytical model representing partially infilled frames was established and analyzed. Test results indicated that strength and energy dissipating capacity were increased for IW-RN(fully infilled frames) compared to the NW(bare frame). The nonlinear static analysis of the three specimens was also conducted using the inelastic plastic hinge frame element and diagonal strut models, and the analytical results successfully simulated the nonlinear behaviour of the specimens in accordance with the test results.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권2호
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• pp.463-482
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• 2016

Air Traffic Control (ATC) towers play significant role in the functionality of each airport. In spite of having complex dynamic behavior and major role in mitigating post-earthquake problems, less attention has been paid to the seismic performance of these structures. Herein, seismic response of an existing ATC tower with a wall-frame structural system that has been designed and detailed according to a local building code was evaluated through the framework of performance-based seismic design. Results of this study indicated that the linear static and dynamic analyses used for the design of this tower were incapable of providing a safety margin for the required seismic performance levels especially when the tower was subjected to strong ground motions. It was concluded that, for seismic design of ATC towers practice engineers should refer to a more sophisticated seismic design approach (e.g., performance-based seismic design) which accounts for inelastic behavior of structural components in order to comply with the higher seismic performance objectives of ATC towers.

• 전산구조공학
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• 제9권4호
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• pp.219-228
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• 1996

힌지가 발생하는 철근콘크리트 골조구조물의 비선형해석시에 부재강성값을 사용하는 새로운 방법에 대한 연구이다. 본 연구에서는 부재의 비선형상태에서 힌지영역의 접선강성을 평가하고 효율적으로 이용하는 방법을 제시하였다. 비선형응답을 얻기위해 고유벡터를 이용하는 해석법은 비선형범위에서 시각증분에 따라 강성이 변하고 따라서 고유벡터군도 그 변하는 수만큼 재산정 하여야 하기 때문에 일반적인 해석방법이 아니다. 그러나 부재의 비선형상태를 나타내는 강성값, 즉 고유벡터의 산정횟수를 줄이며 산정된 기존값을 적절하게 재사용하여 해석의 효율성을 입증하였다. 지진하중을 받는 철근콘크리트 골조구조물의 비선형 해석의 경제성은 고유벡터의 산정횟수에 의존되기 때문에 고유벡터의 산정횟수를 감소시키며 신뢰성있는 응답을 구하여 본 해석법의 효율성을 입증하였다.

• Coupled systems mechanics
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• 제1권4호
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• pp.311-324
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• 2012

Previous investigations have demonstrated that strong earthquakes can cause severe damage or collapse to storage tanks. Theoretical studies by other researchers have shown that allowing the tank to uplift generally reduces the base shear and the base moment. This paper provides the necessary experimental confirmation of some of the numerical finding by other researchers. This paper reports on a series of experiments of a model tank containing water using a shake table. A comparison of the seismic behaviour of a fixed base system (tank with anchorage) and a system free to uplift (tank without anchorage) is considered. The six ground motions are scaled to the design spectrum provided by New Zealand Standard 1170.5 (2004) and a range of aspect ratios (height/radius) is considered. Measurements were made of the impulsive acceleration, the horizontal displacement of the top of the tank and uplift of the base plate. A preliminary comparison between the experimental results and the recommendations provided by the liquid storage tank design recommendations of the New Zealand Society for Earthquake Engineering is included. The measurement of anchorage forces required to avoid uplift under varying conditions will be discussed.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권6호
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• pp.1071-1091
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• 2014

Pounding of adjacent structures are always a notable reason for damages after strong ground motions, but it is already unforeseen detail in newly constructed structures. Thus, several approaches have been proposed in order to prevent the pounding of structures. By using optimally tuned mass dampers, it is possible to decrease the displacement vibrations of structures. But in adjacent structures, the response of both structures must be considered in the objective function of optimization process. In this paper, two different designs of Tuned Mass Dampers (TMD) are investigated. The first design covers independent TMDs on both structures. In the second design, adjacent structures are coupled by a TMD on the top of the structures. Optimum TMD parameters are found by using the developed optimization methodology employing harmony search algorithm. The proposed method is presented with single degree of freedom and multiple degree of freedom structures. Results show that the coupled design is not effective on multiple degree of freedom adjacent structures. The coupled design is only effective for rigid structures with a single degree of freedom while the use of independent TMDs are effective on both rigid and flexural structures.