• 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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.385-392
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• 2021

강진 시 원자력발전시설의 비선형 응답이 중요하기 때문에 이 시설의 내진성능에 대한 관심이 증가하였다. 이 연구에서는 원자력 발전소 철근콘크리트 전단벽의 유한요소해석을 위한 재료모델의 적절한 변수를 제시하였다: 최대인장강도, 팽창각, 손상계수. 이를 위해 상용 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 낮은 형상비를 가진 철근콘크리트 전단벽의 비선형 거동과 전단 파괴모드에 대한 이 주요 변수의 효과에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과에 기반하여 비선형 시간이력해석을 통해 강진 하의 원자로건물의 비선형 응답을 평가하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제23권1호
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• pp.35-57
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• 2022

This article presents a computationally efficient framework for multi-objective seismic design optimization of steel moment-resisting frame (MRF) structures based on the nonlinear dynamic analysis procedure. This framework employs the uniform damage distribution philosophy to minimize the weight (initial cost) of the structure at different levels of damage. The preliminary framework was recently proposed by the authors based on the single excitation and the nonlinear static (pushover) analysis procedure, in which the effects of record-to-record variability as well as higher-order vibration modes were neglected. The present study investigates the reliability of the previous framework by extending the proposed algorithm using the nonlinear dynamic design procedure (optimization under multiple ground motions). Three benchmark structures, including 4-, 8-, and 12-story steel MRFs, representing the behavior of low-, mid-, and high-rise buildings, are utilized to evaluate the proposed framework. The total weight of the structure and the maximum inter-story drift ratio (IDRmax) resulting from the average response of the structure to a set of seven ground motion records are considered as two conflicting objectives for the optimization problem and are simultaneously minimized. The results of this study indicate that the optimization under several ground motions leads to almost similar outcomes in terms of optimization objectives to those are obtained from optimization under pushover analysis. However, investigation of optimal designs under a suite of 22 earthquake records reveals that the damage distribution in buildings designed by the nonlinear dynamic-based procedure is closer to the uniform distribution (desired target during the optimization process) compared to those designed according to the pushover procedure.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.37-45
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• 2021

논문은 조적부재에 고인성 복합체를 보강하여 내진보강 가능성을 평가하기 위한 기초연구이다. 고인성 복합체의 섬유 혼입률에 따른 성능을 검토하기 위하여 배합설계에 따라 시험체를 제조하고 유동성능, 압축강도, 휨 강도, 길이변화율 및 직접인장변형률을 측정하였다. 또한, 무보강 조적부재, 고인성 복합체로 보강한 조적부재, 고인성 복합체에 유리섬유 및 와이어 메쉬를 별도 보강한 조적부재를 제작하고 휨 강도와 최대변위를 측정하였다. 고인성 복합체를 보강한 모든 실험체들은 무보강과 비교하여 최대내력이 16배 이상의 효과가 나타났으며 균열 형상을 검토한 결과 에너지소산능력이 우수한 것으로 나타나 내진보강 가능성을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제25권3호
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• pp.187-198
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• 2023

Model Predictive Control (MPC) is an advanced control approach that uses the current states of the system model to predict its future behavior. In this article, according to the seismic dynamics of structural systems, the Predictive Functional Control (PFC) method is used to solve the control problem. Although conventional PFC is an efficient control method, its performance may be impaired due to problems such as uncertainty in the structure of state sensors and process equations, as well as actuator saturation. Therefore, it requires the utilization of appropriate estimation algorithms in order to accurately evaluate responses and implement actuator saturation. Accordingly, an extended PFC is presented based on the H-ifinity (H∞) filter (HPFC) while considering simultaneously the saturation actuator. Accordingly, an extended PFC is presented based on the H-ifinity (H∞) filter (HPFC) while considering the saturation actuator. Thus, the structural responses are formulated by two estimation models using the H∞ filter. First, the H∞ filter estimates responses using a performance bound (𝜃). Second, the H∞ filter is converted into a Kalman filter in a special case by considering the 𝜃 equal to zero. Therefore, the scheme based on the Kalman filter (KPFC) is considered a comparative model. The proposed method is evaluated through numerical studies on a building equipped with an Active Tuned Mass Damper (ATMD) under near and far-field earthquakes. Finally, HPFC is compared with classical (CPFC) and comparative (KPFC) schemes. The results show that HPFC has an acceptable efficiency in boosting the accuracy of CPFC and KPFC approaches under earthquakes, as well as maintaining a descending trend in structural responses.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.37-44
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• 2023

In the case of a school building, even though it is a regular structure in terms of plan shape, if the masonry infill wall acts as a lateral load resisting element, it can be determined as a torsionally irregular building. As a result, the strength and ductility of the structure are reduced, which may cause additional earthquake damage to the structure. Therefore, in this study, a structure similar to a school building with torsional irregularity was selected as an example structure and the damping performance of the PC-BRB was analyzed by adjusting the eccentricity according to the amount of masonry infilled wall. As a result of nonlinear dynamic analysis after seismic reinforcement, the torsional irregularity of each floor was reduced compared to before reinforcement, and the beams and column members of the collapse level satisfied the performance level due to the reduction of shear force and the reinforcement of stiffness. The energy dissipation of PC-BRB was similar in the REC-10 ~ REC-20 analytical models with an eccentricity of 20% or less. REC-25 with an eccentricity of 25% was the largest, and it is judged that it is effective to combine and apply PC-BRB when it has an eccentricity of 25% or more to control the torsional behavior.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.279-299
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• 2019

최근 발생한 경주 및 포항지진은 한반도가 더 이상 지진으로부터 안전지대가 아님을 상기시키는 계기가 되었다. 그에 따라 내진설계에 대한 중요성이 대두되고 있으며, 설계응답스펙트럼(design response spectrum)에 대한 연구 또한 많은 연구자들에 의해 활발히 이루어지고 있다. 현재 터널의 내진설계는 라이닝(Lining) 설치 완료 후 동적해석을 수행하여 안정성을 검토하는 과정으로 수행되어 시공 중에 지진 발생에 대한 고려는 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 단층파쇄대에 시공 중인 터널의 현장계측 결과를 이용하여 역해석을 수행한 후 지진파를 고려한 수치해석을 수행하여 그로 인한 1차 지보재(록볼트, 숏크리트)의 거동 특성을 분석하였다. 지진파는 주기특성에 따라 단주기와 장주기로 구분하여 적용하였다. 수치해석 결과 지진의 주기 특성에 의한 영향은 미미한 것으로 나타났으며, 터널 천단 변위(crown displacement)는 28~31%, 단층파쇄대에 접한 좌측부의 변위는 약 14~16% 증가하는 것으로 나타났다. 기반암과 접하고 있는 우측부의 경우 약 13~27%가량 증가하는 것으로 나타났다. 숏크리트의 경우, 지진하중 고려에 따라 천단부에서의 축력이 약 113~115% 증가하였으며, 단층파쇄대와 접하고 있는 좌측부의 경우 102%, 기반암과 접하고 있는 우측부의 경우 106~110%가량 증가하는 것으로 각각 나타났다. 록볼트는 천단부, 좌측부, 우측부에서 정착지반이 단층파쇄대, 단층파쇄대와 기반암, 기반암인 경우로 선정하여 변위와 축력을 분석하였으며, 단층파쇄대와 기반암에 동시에 정착되어 있는 록볼트의 변위 및 축력이 지진으로부터 가장 취약한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권8호
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• pp.47-59
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• 2016

얕은 기초의 회전거동은 지진 시 상부 구조물의 지진하중을 줄이는 효과적인 방법으로 대두되고 있다. 그러나 회전거동의 메커니즘에 대한 이해부족과 항복거동으로 인한 지반변형 때문에 시공에 적용되지 못하고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험을 이용한 수평반복하중 실험을 통해 세장비가 다른 시스템의 근입된 얕은 기초의 회전거동 특성을 평가하였다. 실험결과를 통해 기초의 회전거동으로 인한 하부지반면의 원형현상을 관찰하였으며, 이로 인해 기초의 최대 전도모멘트가 기초의 극한 모멘트 지지력과 같아지는 것을 알 수 있었다. 기초 저면에서 관측된 토압변화를 통해 항복거동으로 인한 수평거동과 회전거동의 연결(coupling)과 분리(decoupling)현상을 볼 수 있었다. 또한 기초의 회전각이 증가할수록 지반의 비선형성과 에너지 감쇠가 커짐을 알 수 있었고, 근입된 기초의 극한 모멘트 지지력이 지표면에 놓인 기초의 극한 모멘트 지지력보다 더 커지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 기초의 회전거동을 이용한 내진 설계 시 보다 정확하고 적절한 기초의 극한 모멘트 지지력을 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권1호
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• pp.33-47
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• 2020

In this paper the dynamic behavior of an isolated building subjected to idealized near-fault pulses is investigated. The building is represented with a simple 2-DOF model. Both linear and non-linear behavior of the isolation system is considered. Using dimensional analysis, in conjunction with closed form mathematical idealized pulses, appropriate dimensionless parameters are defined and self-similar curves are plotted on dimensionless graphs, based on which various conclusions are reached. In the linear case, the role of viscous damping is examined in detail and the existence of an optimum value of damping along with its significant variation with the number of half-cycles is shown. In the nonlinear case, where the behavior of the building depends on the amplitude of the excitation, the benefits of dimensional analysis are evident since the influence of the dimensionless 𝚷-terms is easily examined. Special consideration is given to the normalized strength of the non-linear isolation system that appears to play a complex role which greatly affects the response of the 2-DOF. In the last part of the paper, a comparison of the responses to idealized pulses between a linear fixed-base SDOF and the respective isolated 2-DOF with both linear and non-linear damping is conducted and it is shown that, under certain values of the superstructure and isolation system characteristics, the use of an isolation system can amplify both the normalized acceleration and displacement of the superstructure.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권3호
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• pp.13-26
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• 2004

본 연구는 건설현장에서 매설관의 경계조건에 따른 동적 거동에 대한 진동안전기준에 관한 연구이다. 경계조건은 양단자유이며, 축방향 및 축직각방향에 대한 거동을 조사하였다. 매설관은 탄성기초 위에 놓인 보요소로 모형화하였고, 지진파는 정현파 형태의 지반 변위로 적용하였다. 매설관의 고유진동수와 모드 형태 그리고 매개변수의 영향을 조사하기 위해 자유진동에 대한 해석을 수행하였다. 그리고 지진파에 대한 거동을 조사하기 위해 자유진동 해석을 통해 얻어진 고유진동수와 모드 형태를 이용하여 진동에 대한 수식을 유도하였으며, 진동안전기준치 5 cm/sec에 안전하였고 양단자유의 매설관에 대한 자유진동 및 강제진동시의 시간-변위곡선을 나타내기 위한 전산프로그램을 완성하였다.