• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.691-700
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• 2008

최근 건축구조물의 구조는 다양한 형태의 복잡한 건축물이 구현되고 있다. 이러한 건축구조물의 복합 다양성은 수평저항력에 효과적 으로 저항하기 위해 강재와 접합부의 요구성능이 점차 중요시되고 있다. 접합부는 형상의 불연속과 응력집중 및 다축응력 등이 발생되는 부분으로 골조전체의 변형능력에 큰 영향을 미치고 강성과 인성을 결정하는 중요부위이다. 본 연구에서는 고강도 고성능강 적용에 대한 인성평가를 위해 구조체의 기둥-보 접합부를 빌트업 H형강의 T형 기둥-보 용접접합부로 제작하여 실대실험을 수행하였다. 실험변수는 응력집중 및 형상의 불연속이 발생되는 보 스캘럽을 중심으로 논스캘럽(Non-Scallop)과 종래형 스캘럽, 개량형 스캘럽으로 제작하여 스캘럽 형상이 접합부의 인성에 미치는 영향과 고강도 고성능강의 건축구조물 적용성을 평가하였다. 기존의 기둥-보 용접접합부에 대한 평가방법을 기초로 최근 개발된 고강도 고성능강의 초고층 건축물 적용을 위한 내진설계 자료를 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제27권5호
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• pp.447-463
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• 2021

Caisson-type structures are widely used as quay walls in coastal areas. In Korea, for a long time, many caisson-type quay walls have been constructed with a low front water depth. These facilities can no longer meet the requirements of current development. This study developed a new technology for deepening existing caisson-type quay walls using grouting and rubble mound excavation to economically reuse them. With this technology, quay walls could be renovated by injecting grout into the rubble mound beneath the front toe of the caisson to secure its structure. Subsequently, a portion of the rubble mound was excavated to increase the front water depth. This paper reports the results of an investigation of the seismic behavior of a renovated quay wall in comparison to that of an existing quay wall using centrifuge tests and numerical simulations. Two centrifuge model tests at a scale of 1/120 were conducted on the quay walls before and after renovation. During the experiments, the displacements, accelerations, and earth pressures were measured under five consecutive earthquake input motions with increasing magnitudes. In addition, systematic numerical analyses of the centrifuge model tests were also conducted with the PLAXIS 2D finite element (FE) program using a nonlinear elastoplastic constitutive model. The displacements of the caisson, response accelerations, deformed shape of the quay wall, and earth pressures were investigated in detail based on a comparison of the numerical and experimental results. The results demonstrated that the motion of the caisson changed after renovation, and its displacement decreased significantly. The comparison between the FE models and centrifuge test results showed good agreement. This indicated that renovation was technically feasible, and it could be considered to study further by testbed before applying in practice.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.233-242
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• 2008

본 연구는 지진운동의 영향 하에서 강제 모멘트 골조로 이루어진 post-Northridge(덮개판) 연결부를 갖는 보의 탄성 및 비탄성 거동을 모델하기 위한 부등단면 보(IBS 보) 요소를 제시한다. 덮개판(IBS) 연결부를 갖는 부등단면 보의 탄성강성 매트릭스는 수치적분이 필요치 않은 수식으로 표현된다. 소성모델은 분포형이며 강체링크로 연결된 일련의 비선형 힌지로 구성 되어있고 경화법칙은 단조 및 임의 주기 하중에 대한 비탄성 거동과 국부좌굴의 효과를 고려할 수 있다. 또한 IBS 보 요소에 대한 항복면, 강성 변수, 그리고 경화(혹은 연화) 법칙 변수의 결정과정을 기술하였고 IBS 보 요소의 해석결과를 실험 및 FEM 해석결과와 비교하였다. IBS 보 요소의 해석결과는 실험 및 FEM 결과와 좋은 상관관계를 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.525-532
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• 2012

근래에 지어진 건축물의 경우 지진에 대한 안전성을 확보하고 있지만 1983년 개정이전의 건축물은 내진설계가 미반영 되어 있어 지진에 대해 매우 취약하다. 본 연구에서는 내진성능이 부족한 기존 건축물의 지진 발생 시의 안전성 확보를 위한 내진보강 방안으로 격자강판 내진보강벽을 제안한다. 축력과 반복수평력을 받는 성능실험을 수행하였으며, 실험체는 벤치마크 용도로 순수 철근콘크리트 프레임(BM-RC)과 프레임 내부에 격자강판 내진보강벽(SW-RC)을 설치한 2개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였고, 축력과 횡하중 가력을 위하여 500kN용량의 엑츄에이터 2대와 2,000kN용량의 엑츄에이터 1대를 사용하였다. 실험결과를 통해 벤치마크 실험체와 비교하여 강도, 강성, 연성 및 에너지소산능력을 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.3502-3507
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• 2013

스카이브릿지가 연결되는 건물에 강접합될 경우에는 비정형성이 크게 되어 지진하중에 매우 불리하게 거동할 수 있다. 따라서, 마찰진자베어링(FPS)이나 납고무베어링(LRB)와 같은 연결시스템을 사용하여 스카이브릿지와 구조물을 연결하게 된다. 이러한 연결시스템은 큰 지진하중이 발생하였을 때 스카이브릿지가 연결된 건물에서 분리되어 낙교하지 않도록 신중하게 설계되어야 한다. 본 논문에서는 수직방향 인장력에대해서 저항성이 없는 마찰진자감쇠기를 이용한 연결시스템을 설계하는 과정에서 반드시 검토해야할 사항을 분석하였다. 이를 위하여 실제 시공된 누리꿈 스퀘어를 예제구조물로 선택하였고 예상되는 지진하중이 가해졌을 때 스카이브릿지 연결시스템에서 발생하는 응답을 분석하여 낙교를 방지할 수 있는 설계 프로세스를 정립하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.107-116
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• 2020

In this paper, the displacement response to seismic loads was analyzed after installing TMD in spatial structures and high-rise buildings. In the case of a spatial structures, since it exhibits complex dynamic behavior under the influence of various vibration modes, it is not possible to effectively control the seismic response by installing only one TMD, unlike ordinary structures. Therefore, after installing eight TMDs in the structure, the correlation between displacement response and mass ratio was examined while changing the mass. The TMD must be designed to have the same frequency as the structure frequency so that the maximum response reduction effect can be exhibited. It can be confirmed that the most important variable is to select the optimal TMD mass in order to install the TMD on the structure and secure excellent control performance against the earthquake load. As a result of analyzing the TMD mass ratio, in the case of high-rise buildings, a mass ratio of 0.4% to 0.6% is preferable. In spatial structures, it is desirable to select a mass ratio of 0.1% to 0.2%. Because this study is based on the theoretical study based on numerical analysis, in order to design a TMD for a real structure, it is necessary to select within a range that does not affect the safety of the structure.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권1호
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• pp.163-181
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• 2015

This research investigates the structural health monitoring of nonlinear structures after a major seismic event. It considers the identification of flag-shaped or pinched hysteresis behavior in response to structures as a more general case of a normal hysteresis curve without pinching. The method is based on the overall least squares methods and the log likelihood ratio test. In particular, the structural response is divided into different loading and unloading sub-half cycles. The overall least squares analysis is first implemented to obtain the minimum residual mean square estimates of structural parameters for each sub-half cycle with the number of segments assumed. The log likelihood ratio test is used to assess the likelihood of these nonlinear segments being true representations in the presence of noise and model error. The resulting regression coefficients for identified segmented regression models are finally used to obtain stiffness, yielding deformation and energy dissipation parameters. The performance of the method is illustrated using a single degree of freedom system and a suite of 20 earthquake records. RMS noise of 5%, 10%, 15% and 20% is added to the response data to assess the robustness of the identification routine. The proposed method is computationally efficient and accurate in identifying the damage parameters within 10% average of the known values even with 20% added noise. The method requires no user input and could thus be automated and performed in real-time for each sub-half cycle, with results available effectively immediately after an event as well as during an event, if required.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.9-18
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• 2023

이 논문의 목적은 콘크리트 댐의 내진성능평가 시 현행 설계기준과 평가요령에서 제시하는 감쇠비 값 크기에 대한 적용방안의 적정성을 검토하고 개선안을 제시하는 것이다. 연구결과 동적탄성해석 시 감쇠비의 크기는 지진하중의 크기가 유사하고 감쇠비에 대한 재현성이 검증된 유사댐의 사례를 참조할 필요가 있으며, 동적소성해석 시에는 지진하중의 크기와 상관없이 초기 탄성거동을 고려하여 감쇠비를 낮은값으로 적용하고 비선형 거동 시 이력감쇠가 추가되도록 고려할 필요가 있다. 또한 암반상에 위치한 콘크리트 댐체는 방사감쇠 효과가 미미하므로 방사감쇠를 반영하기 위해 콘크리트 댐체의 감쇠비를 증가시키는 것은 합리적이지 않다. 따라서 콘크리트 댐의 현실적인 내진성능평가를 위해 현행 댐 설계기준과 평가요령에 수록된 감쇠비 관련내용에 대해 개정이 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.22-29
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• 2023

재료 및 부재의 내진성능평가 실험 시 재하속도와 수직하중은 성능에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 반복 가력 및 하이브리드 실험 시 재하속도는 입력 변위와 출력 변위 사이의 시간 지연현상으로 인해 고속으로 제어하기 어려우며 횡방향 변위에 의해 수직하중을 일정하게 유지하는 것이 어려워 일정한 수직하중이 유지되는 고속 및 실시간 실험은 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 면진받침의 속도 의존성과 수직하중의 영향을 조사하기 위해 저속 및 고속 반복 가력 실험과 실시간 하이브리드 실험을 수행하였다. 실험에서 수평 변위와 수직 하중의 실시간 제어를 위해 Adaptive Time Series(ATS) 보정 방법과 State estimator가 포함된 FLB System을 구축하였다. 고속 또는 실시간으로 재하되는 수평 변위 제어 속도와 상부구조물에 의한 수직하중은 면진받침의 강도 및 지진 시 거동에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 확인하였으며 내진성능평가를 위한 실험 시 실제와 유사하도록 구현되어야함을 알 수 있었다. 본 연구는 내진성능평가를 위해 구축하고 사용된 시스템의 우수한 성능을 보여주며 정확하고 효율적인 내진성능평가가 가능하도록 하였다.

• Computers and Concrete
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• 제21권3호
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• pp.299-310
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• 2018

When reinforced concrete structures are subjected to strong seismic forces, their beam-column connections are very susceptible to be damaged during the earthquake event. Consequently, structural designers try to fit an important quantity of steel reinforcement inside the connection, complicating its construction without a clear justification for this. The aim of this work is to evaluate -and demonstrate- numerically how the quantity and the array of the internal steel reinforcement influences on the nonlinear response of the RC beam-column connection. For this, two specimens (extracted from an experimental test of 12 RC beam-column connections reported in literature) were modeled in the Finite Element code FEAP considering different stirrup's arrays. The nonlinear response of the RC beam-column connection is evaluated taking into account the nonlinear thermodynamic behavior of each component: a damage model is used for concrete; a classical plasticity model is adopted for steel reinforcement; the steel-concrete bonding is considered perfect without degradation. At the end, the experimental responses obtained in the tests are compared to the numerical results, as well as the distribution of shear stresses and damage inside the concrete core of the beam-column connection, which are analyzed for a low and high state of confinement.