• 한국지진공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.35-43
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• 2009

강한 지진에 대한 필로티형 고층 철근콘크리트 건물의 거동을 묘사하기 위한 해석기법의 개발과 성능평가를 위해, 상부벽식 하부 골조형식인 필로티형 건물에 대한 1/12축소 진동대 실험결과와 OpenSees를 이용하여 실험모델에 대한 비선형 시간이력해석을 수행한 결과를 비교하였다. 하부골조 형식은 모두 골조로 이루어진 형태(BF)와 전단벽이 한쪽 외부골조에 치우쳐 비틀림이 발생하는 형태(ESW)의 실험체에 대해 해석연구를 수행하였다. 철근과 콘크리트의 응력-변형률관계를 정의한 후 이를 단면에 이식시킨 섬유모델을 통해 비선형거동을 나타내도록 하였으며, 벽체는 MVLEM모델을 이용하였다. 해석결과 본 논문에서 제시한 비선형 모델은 필로티층의 거동(예를 들면 필로티층의 항복강도와 강성 상부구조물의 흔들림, 거동, 그리고 축력의 변화에 따른 축강성과 전단강성의 변화)을 비교적 정확하게 묘사하였다. 그러나 MVLEM으로 벽체의 비선형거동을 구성한 결과 거시거동은 실제 모델을 잘 따랐으나, 비틀림이 주된 진동주기일 때 발생하는 벽체 횡강성의 급격한 증가와 Warping현상으로 인해 코너기둥에 발생하는 과도한 인장력은 제대로 반영하지 못하였다. 비선형 해석으로 설계부재력을 구할 경우 실제보다 약 $20{\sim}30%$ 작게 나타났는데, 이는 실험과 해석방법의 차이때문에 발생한 것으로 보이며, 비선형 거동이 과도하게 발생한 수준의 지진에 대해서는 필로티형 건물의 거동특성을 충실히 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.783-792
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• 2008

최근 초고층 건축물의 수요에 대응하여 고성능 고강도 강재에 대한 수요가 급증하고 있으며 고층건축물에 대한 지진 피해에 대한 인식이 확산되면서 건축구조용강에 대한 요구 성능이 점차 증가하는 추세이다. 이러한 수요에 의해 600MPa 급 강재가 출현 되었으며 현재 강교량 및 초고층 건축물에 적용하려고 많은 연구가 이루어지고 있다. 새로운 강재를 적용한 골조의 수평력에 대한 거동은 자료가 부족한 실정이다. 특히 인성에 관해서는 일반구조용 강재를 적용한 기둥 보 접합부의 소성변형율과 비교하여 고강도강을 적용한 기둥보 접합부의 소성변형율 관련 설계자료가 절실히 필요하다. 따라서 본 연구에서는 600MPa급(SM570 TMC) 강재를 적용한 기둥-보 접합부의 초기연구로서 논스캘럽과 추천형스 캘럽 상세의 실구조물 규모의 기둥-보 용접접합부 실험체를 제작, 내진성능실험을 통해 구조성능을 평가하였다. 기존의 일반구조용 SM490 강재를 적용한 기존의 연구와 비교 분석하여 초고층 건축물에 적용을 위한 내진설계자료 및 제작상의 주의사항을 제시하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.1-10
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• 1997

최근의 철근 콘크리트 구조물의 내진 설계 방식은 비탄성 거대 변형에 의한 에너지 방출에 의존하고 있다. 이러한 구조물의 거동에 대한 비선형 동적 해석은 특히 계산이 여러 번 반복되어 질 때 많은 시간과 비용이 요구된다. 그러므로 효율적이고 한편 정확한 계산 방법의 채택이 중요하게 되었다. 예측 접근 방법(PASM) 이라 불리는 새로운 방법을 제시하는 것이 현 연구의 주목적이다. 일반적인 동적 해석 방법에서는 매 시간 단계 혹은 반복 계산 때마다 수식계산을 위하여 메트릭스 삼각 분해가 요구되어지나, 예측 접근방법에서는 구조물이 정적 반복하중으로 비선형 범위로 변형되어졌을 때의 강성 상태에서 미리 얻어진 한정적 수의 분해된 메트릭스를 동적 해석에서 이용하게 된다. 이곳에서 제시될 접근 방법은 강성치를 매 시각 단계 혹은 반복 계산 단계마다 재산출해야 하는 다른 접근 방법들과 비교할 때 전체적 수치 해석 양을 줄이게 될 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.1-10
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• 2002

비록 제한된 범위내에서나마 일련의 유한요소해석을 통하여 비보강 조적조 벽체의 면내방향 내진성능을 조사하였다. 이를 위하여 비보강 조적벽체는 연속체로 가정하여 등방성 평면응력요소로 취급하였으며, 비보강 조적조의 균열거동을 위하여 균열특성이 요소내에 분포하는 것으로 가정하는 분포균열모델을 사용하였다. 모두 70가지 서로 다른 경우의 비보강 조적벽체 모델을 해석하였는데, 축력비, 형상비 및 유효단면적비 등의 변수를 고려하였다. 해석결과 이들 변수가 비보강 조적벽체의 극한강도에 지대한 영향을 미치며 상호 작용하는 것으로 확인되었다. 비보강 조적벽체의 여러 가지 취성적 요인과 복합적인 파괴형태의 가능성을 감안하여 현재 우리 나라 규준에서 사용하고 있는 반응수정계수의 크기를 재고하여야 함이 지적되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.33-43
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• 2010

본 논문은 지진에 의한 구조물의 거동을 평가하기 위한 실험방법 중 최근 국내에 도입되어 연구되고 있는 하이브리드실험에 대한 시스템을 구축하고, 그에 따른 모델개발과 하이브리드실험을 실시하여 하이브리드실험기법의 타당성과 정확도를 평가하기 위함이다. 이를 위해 NEESgrid의 미니모스트 시스템을 벤치마킹하여 여건에 맞게 수정, 보완하였으며 2차원 평면뼈대모형을 개발하여 실험에 적용하였다. 그리고 하이브리드실험 결과의 평가를 위해 국내에서는 거의 시도되지 않았던 진동대실험과 비교를 함으로써 결과의 신뢰도를 높였다. 진동대실험에는 하이브리드실험과 동일한 크기의 실물모형을 제작, 실험하여 크기효과의 영향을 최소화하였다. 두 실험의 결과는 거의 비슷한 것으로 나타나 하이브리드실험이 진동대실험을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.145-152
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• 2021

KAERI has planned to carry out a series of dynamic tests using a shaking table and time-history analyses for a channel-type concrete shear wall to investigate its seismic performance because of the recently frequent occurrence of earthquakes in the south-eastern parts of Korea. The overall size of a test specimen is b×l×h =2500 mm×3500 mm×4500 mm, and it consists of three stories having slabs and walls with thicknesses of 140 mm and 150 mm, respectively. The system identification, FE model updating, and time-history analysis results for a test shear wall are presented herein. By applying the advanced system identification, so-called pLSCF, the improved modal parameters are extracted in the lower modes. Using three FE in-house packages, such as FEMtools, Ruaumoko, and VecTor4, the eigenanalyses are made for an initial FE model, resulting in consistency in eigenvalues. However, they exhibit relatively stiffer behavior, as much as 30 to 50% compared with those extracted from the test in the 1st and 2nd modes. The FE model updating is carried out to consider the 6-dofs spring stiffnesses at the wall base as major parameters by adopting a Bayesian type automatic updating algorithm to minimize the residuals in modal parameters. The updating results indicate that the highest sensitivity is apparent in the vertical translational springs at few locations ranging from 300 to 500% in variation. However, their changes seem to have no physical meaning because of the numerical values. Finally, using the updated FE model, the time-history responses are predicted by Ruaumoko at each floor where accelerometers are located. The accelerograms between test and analysis show an acceptable match in terms of maximum and minimum values. However, the magnitudes and patterns of floor response spectra seem somewhat different because of the slightly different input accelerograms and damping ratios involved.

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

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권2호
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• pp.205-229
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• 2018

Energy induced by minor earthquake and micro vibration cannot be dissipated by traditional buckling-restrained braces (BRBs). To solve this problem, a new type of hybrid passive control device, named as VE-BRB, which is configured by a BRB with high-damping viscoelastic (VE) layers, is developed and studied. Theoretical analysis, performance tests, numerical simulation and case analysis are conducted to study the seismic behavior of VE-BRBs. The results indicate that the combination of hysteretic and damping devices lead to a multi-phased nature and good performance. VE-BRB's working state can be divided into three phases: before yielding of the steel core, VE layers provide sufficient damping ratio to mitigate minor vibrations; after yielding of the steel core, the steel's hysteretic deformations provide supplemental dissipative capacity for structures; after rupture of the steel core, VE layers are still able to work normally and provide multiple security assurance for structures. The simulation results agreed well with the experimental results, validating the finite element analysis method, constitutive models and the identified parameters. The comparison of the time history analysis on a 6-story frame with VE-BRBs and BRBs verified the advantages of VE-BRB for seismic protection of structures compared with traditional BRB. In general, VE-BRB had the potential to provide better control effect on structural displacement and shear in all stages than BRB as expected.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권5호
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• pp.1167-1184
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• 2015

Despite considerable life casualty and financial loss resulting from past earthquakes, many existing steel buildings are still seismically vulnerable as they have no lateral resistance or at least need some sort of retrofitting. Passive control methods with decreasing seismic demand and increasing ductility reduce rate of vulnerability of structures against earthquakes. One of the most effective and practical passive control methods is to use a shear panel system working as a ductile fuse in the structure. The shear Panel System, SPS, is located vertically between apex of two chevron braces and the flange of the floor beam. Seismic energy is highly dissipated through shear yielding of shear panel web while other elements of the structure remain almost elastic. In this paper, lateral behavior and related benefits of this system with narrow-flange link beams is experimentally investigated in chevron braced simple steel frames. For this purpose, five specimens with IPE (narrow-flange I section) shear panels were examined. All of the specimens showed high ductility and dissipated almost all input energy imposed to the structure. For example, maximum SPS shear distortion of 0.128-0.156 rad, overall ductility of 5.3-7.2, response modification factor of 7.1-11.2, and finally maximum equivalent viscous damping ratio of 35.5-40.2% in the last loading cycle corresponding to an average damping ratio of 26.7-30.6% were obtained. It was also shown that the beam, columns and braces remained elastic as expected. Considering this fact, by just changing the probably damaged shear panel pieces after earthquake, the structure can still be continuously used as another benefit of this proposed retrofitting system without the need to change the floor beam.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.183-193
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• 1996

내진상세를 가진 2경간 2층 모멘트 저항 철근콘크리트 평면구조물을 설계하고 상사법칙에 근거하여 1/2.5 크기의 구조물과 1/10 축소모델을 제작하였다. 다음, 이 구조물에 변위 조절하에서 반복횡하중 실험을 실시하였다. 이들 실험결과에 근거하여 강도, 강성, 에너지 소산능력, 파괴모드, 국부변형등과 같은 구조적 거동 특성을 상사성의 관점에서 비교하였다. 이 결과를 근거로 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. ; (1)1/10 축소모델에서의 강도는 1/2.5구조물의 강도와 매우 유사하였다. (2)1/10축소모델의 초기 강성은 대략 1/2.5구조물의 초기 강성의 2/3 정도로 나타났다. (3)1/10축소모델은 1/2.5 구조물 보다 더 작은 에너지 소산능력을 나타내었다. (4) 1/2.5구조물과 1/10축소모델의 비탄성 붕괴 메카니즘이 약간의 차이를 나타내고 있다.