• 한국지진공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.13-22
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• 2010

철근콘크리트 건축물에서 비내력벽(Masonry Infill Walls)은 내부 칸막이벽이나 중저층 규모의 건물 외벽에 흔히 사용된다. 그렇지만 대부분의 경우에 비내력벽은 비구조체이므로 구조설계시 건물의 모형화에서 무시된다. 따라서 본 연구에서는 비내력벽을 보편화된 모형화 방법인 등가의 대각 압축 스트럿(Equivalent Diagonal Strut)으로 고려하여 비내력벽의 유무에 따른 저층 철근콘크리트 건축물의 전체적인 지진거동의 양상을 평가하고자 하였다. 해석결과로 비내력벽을 고려하면 시스템의 추가적인 강도 및 강성을 확보하여 층간변위비를 줄일 수 있으나 진동주기가 짧아져서 설계단계에서 고려한 지진하중보다 큰 하중을 받게 된다. 연약층이 있는 모델의 경우에는 기둥에 소성거동이 집중됨을 알 수 있으며 부분적인 붕괴가 전체 시스템의 붕괴 원인의 가능성을 가진다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.175-182
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• 2021

연층을 가지는 건축물들의 피해사례가 관측됨에 따라 기존 건축물 내진성능평가시 수직비정형의 고려가 중요해졌다. 하지만 기존 방법은 수직비정형을 충분히 반영하기 어렵기 때문에 수직비정형을 가지는 건축물에 대해 내진성능을 과소 혹은 과대평가할 여지가 있다. 본 연구는 강성기반 연층비(Soft Story Ratio, SSR)를 이용해 수직비정형 건축물의 내진성능평가 기법을 개발하는데 목적이 있다. SSR은 변위에 대한 요구량과 능력의 비율을 나타내고, 강성차이에 의한 수직비정형을 고려하여 건축물의 변위집중 비율을 의미하는 파라미터다. 1층 기둥을 변수로 하는 필로티 건축물 네 개를 대상으로 개발한 내진성능평가 기법을 기존의 내진성능평가 기법과 비교하였다. 기존 기법은 수직비정형이 극대화되는 모델에 대해 내진성능을 과대평가하는 경우가 발생하였다. 반면 제안된 기법은 모든 모델에 대해서 상세평가의 결과와 동일했다. 따라서 제안하는 내진성능평가 기법은 수직비정형이 극대화되는 필로티 건축물에서 기존의 방법보다 정밀하게 내진성능평가 결과를 제공할 수 있다고 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.271-277
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• 2020

여러 센서를 이용한 구조물의 구조 응답을 모니터링하는 사례가 증가하고 있다. 그러나 비용과 관리 문제로 인해 제한된 센서만이 구조물에 설치되어 일부의 구조 응답만을 수집하는 경우가 대부분이다. 이는 구조물의 전체 거동을 분석하는데 장애요소로 작용하게 된다. 따라서 제한된 센서를 이용해 센서가 설치되지 않은 위치에서의 응답을 신뢰할 수 있는 수준으로 예측하는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 제한된 정보를 이용해 저층 건물 구조물의 지진 응답을 예측하는 해석적 연구를 수행한다. 활용 가능한 응답 정보는 1층과 최상층의 가속도 응답만을 사용할 수 있다고 가정한다. 두 정보를 이용하면 구조물의 1차 고유진동수를 얻을 수 있다. 1층 가속도 정보는 구조물의 가력 정보로 활용한다. 최상층의 가속도이력응답에 대한 오차와 대상 구조물의 1차 고유진동수 오차를 최소화하는 구조물의 질량과 강성 정보를 유전자알고리즘을 이용해 예측하는 기법을 제시한다. 제약조건은 고려하지 않는다. 탐색공간을 의미하는 설계변수의 범위를 결정하기 위해 인공신경망 기반의 파라미터 예측기법을 제시한다. 또한 유전자알고리즘을 통해 얻게 되는 해를 개선시키기 위해 앞서 언급한 인공신경망을 활용한다. 제시한 기법을 검증하기 위해 5층 구조물 예제를 사용한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.23-33
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• 2012

구조물의 특성치를 결정하기 위하여 18층 규모의 사무용 건물 3동에 대하여 자연진동 조건하에서 동적계측실험을 수행하였다. 대상건물은 기본적으로 보-기둥 골조시스템에 횡하중을 보다 효율적으로 지지하기 위하여 추가적으로 코아가 배치된 혼합 구조형식을 나타낸다. 매층 마다 측정한 일련의 진동기록으로부터 고유진동수, 모드형태 및 감쇠율 등과 같은 모달계수를 추출하기 위하여 최신 주파수- 및 시간영역-기반 응답의존 시스템판별법인 FDD, pLSCF 및 SSI를 적용하였다. 3방법에 의하여 추출한 결과는 대체로 일치하였으나, 초기 FE 해석결과와 비교하여 저차 3개 고유진동수는 대략 1.2~1.7배나 되는 단단한 거동을 나타냈다. 진동응답으로부터 추출된 값, 기준에서 제시하는 약산식 및 FE해석에 의하여 산정된 고유주기를 비교하여 보면, FE결과가 가장 유연한 거동을 예측하였으며, 높이를 변수로 하는 약산식이 추출된 값에 가장 근접한 결과를 나타냈다. 이러한 차이는 현재의 실험 추출치에는 콘크리트 균열 등과 같은 강성저감 요인을 포함하고 있지 않으며, 또한 FE 해석치는 비구조체 및 사용된 재료의 실제성능 등과 관련된 강성증가 요소를 포함하고 있지 않기 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.551-558
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• 2015

비정형 고층건물의 경우 편심중력하중에 의해 횡변위가 발생한다. 일반해석은 완공시점에 건물 조건을 기준으로 모든 하중을 고려하기 때문에, 시공중 부재 수직도 확보를 통해 각 단계별 보정량을 반영할 수 없어 골조자중에 의한 횡변위를 과대평가한다. 시공단계해석은 통상적인 시공과정에서 각 층마다 바닥평활도 및 기둥/벽체 수직도를 확보하는 것을 고려하여 타설이전에 발생하는 변형각을 보정하기 때문에 일반해석의 한계를 보완할 수 있다. 또한 계측을 통해 타설시점의 좌표를 설계좌표점으로 시공할 경우 각 시공단계에서 추가적인 횡변위보정(원점보정)이 가능하다. 횡변위는 고층부로 갈수록 급격히 증가하므로, 이러한 사전해석을 통해 합리적인 보정계획 수립이 가능하며, 이러한 보정에도 횡변위 관리기준를 초과하는 경우는 선보정 계획을 수립하여야 한다. 이때 사전해석의 불확실성 측면을 고려하여 선보정량을 결정하고, 실제 건물거동의 모니터링을 통해 선보정계획을 지속적으로 수정하여 건물수직도를 확보할 필요가 있다.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권2호
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• pp.329-350
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• 2016

A parametric study was conducted to investigate the seismic deformation demands in terms of drift ratio, plastic base rotation and compression strain on rectangular wall members in frame-wall systems. The wall index defined as ratio of total wall area to the floor plan area was kept as variable in frame-wall models and its relation with the seismic demand at the base of the wall was investigated. The wall indexes of analyzed models are in the range of 0.2-2%. 4, 8 and 12-story frame-wall models were created. The seismic behavior of frame-wall models were calculated using nonlinear time-history analysis and design spectrum matched ground motion set. Analyses results revealed that the increased wall index led to significant reduction in the top and inter-story displacement demands especially for 4-story models. The calculated average inter-story drift decreased from 1.5% to 0.5% for 4-story models. The average drift ratio in 8- and 12-story models has changed from approximately 1.5% to 0.75%. As the wall index increases, the dispersion in the calculated drifts due to ground motion variability decreased considerably. This is mainly due to increase in the lateral stiffness of models that leads their fundamental period of vibration to fall into zone of the response spectra that has smaller dispersion for scaled ground motion data set. When walls were assessed according to plastic rotation limits defined in ASCE/SEI 41, it was seen that the walls in frame-wall systems with low wall index in the range of 0.2-0.6% could seldom survive the design earthquake without major damage. Concrete compressive strains calculated in all frame-wall structures were much higher than the limit allowed for design, ${\varepsilon}_c$=0.0035, so confinement is required at the boundaries. For rectangular walls above the wall index value of 1.0% nearly all walls assure at least life safety (LS) performance criteria. It is proposed that in the design of dual systems where frames and walls are connected by link and transverse beams, the minimum value of wall index should be greater than 0.6%, in order to prevent excessive damage to wall members.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.491-502
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• 2006

본 논문은 중력하중의 지배를 받는 CFT기둥-RC 무량판 접합부의 실물대 실험결과를 요약한 것이다. CFT구조는 여러 가지 구조및 시공상의 장점으로 인하여 국내 건설 현장에서 상대적으로 짧은 시간에 폭넓게 수용되고 있다. 주차장 용도로 주로 사용되는 지하층은 철근콘크리트 무량판으로 시공하여 경제성을 도모하는 것이 국내에서 일반적으로 요구되는 시공관행이다. 그러나 CFT기둥-R C 무량판 접합부의 효율적인 디테일은 아직 국내 외적으로 제시된 바가 없어서 이 분야의 연구가 매우 필요한 실정이다. 현장 시공시 경제성을 극대화할 수 있는 몇 가지 전략을 기초로 해서, 여러가지 접합 상세를 제안하였고 실험을 통하여 검증하엿다. 실험결과 본 연구에서 제시된 CFT기둥-RC 무량판 접합 상세의 펀칭강도 및 강성이 RC 무량판 접합부와 동등하거나 이를 상회하는 것을 확인할 수 있었다. CFT기둥-RC 무량판 접합부의 초기 탄성거동에서 펀칭파괴이후 휨철근의 국부 현수작용에 이르기까지의 모델링 방안을 제시하고 본 연구의 실험결과를 기초로 5개의 모델링 변수를 캘리브레이션하였다. 또한 무량판구조의 연쇄붕괴방지 설계에 본 연구의 결과를 응용하는 방안을 사례를 통하여 예시하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권5호
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• pp.1213-1232
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• 2016

This paper investigates the response of nonstructural components in the presence of nonlinear behavior of the primary structure considering the near-fault pulse-like ground motions. A database of 81 near-fault pulse-like ground motions is used to examine the effect of these ground motions on the response of nonstructural components. For comparison, a database of 573 non-pulse-like ground motions selected from the PEER database is also employed. The effects of peak ground velocity (PGV), maximum incremental velocity (MIV), primary structural degrading behavior and damping of nonstructural components are evaluated and discussed statistically. Results are presented in terms of amplification factor which quantifies the effect of inelastic deformations of the primary structure on subsystem responses. The results indicate that the near-fault pulse-like ground motions can significantly increase the amplification factors of nonstructural components with primary structural period and the magnitude of increase can reach 17%. The effect of PGV and MIV on amplification factors tends to increase with the increase of primary structural ductility. The near-fault pulse-like ground motions are more dangerous to components supported by structures with strength and stiffness degrading behavior than ordinary ground motions. A new simplified formulation is proposed for the application of amplification factors for design of nonstructural components for near-fault pulse-like ground motions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5689-5695
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• 2012

본 연구에서는 차량에 적용되는 시트 재질인 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 고려하여 시트와 인체의 진동특성을 시험 및 수치해석 방법을 이용하여 분석하였다. 압축 시험을 통해 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성인 비선형성과 준-정역학적 특성을 구하였다. 또한 컨벌루션 적분법 및 비선형 강성 모델을 이용하여 폴리우레탄 폼의 점탄성 특성을 수학적으로 모델링하였다. 시트의 승차감 기여도를 분석하기 위하여 시트의 동역학 모델과 ISO5982의 표준 인체 수직진동 모델을 이용하여 수직 진동모델을 구성하고 관련 운동방정식을 유도하였다. 비선형 운동방정식은 Runge-Kutta 적분법을 이용하여 수치해석 시뮬레이션을 수행하였다. 철도차량의 차체 바닥에서 측정한 진동가속도 입력에 대한 시트와 인체의 응답 특성을 분석하고 시트 설계 파라미터에 대한 승차감 지수 값들의 변화를 분석하여 시트 설계에 대한 방법론을 제시하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.289-296
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• 2009

건축구조물의 고유진동수는 지진하중 혹은 풍하중의 크기를 결정하고 바람에 의한 진동을 예측하여 사용성조건을 검토하기 위해 반드시 필요하다. 본 논문에서는 철근콘크리트조 주상복합건물을 대상으로 현장계측을 통해 얻은 데이터와 시스템 식별기법을 사용하여 얻은 고유진동수와 모드형상을 해석모델에 의한 결과와 비교하였다. 해석모델은 실무에 일반적으로 사용되어지는 PC기반의 유한요소해석 프로그램을 사용하여 작성하였으며, 골조만을 모델링한 기본모델로부터 계측당시 구조물의 강성에 영향을 미칠 것으로 판단되는 요소들을 단계적으로 포함시켜 가면서 그 결과를 계측치에서 얻은 값과 비교하였다. 기본모델로부터 수정된 사항은 1) 콘크리트 배합강도를 고려한 탄성계수의 보정, 2) 바닥 슬래브의 휨강성, 3) 비구조벽이다. 이와 같은 요소를 모두 포함한 해석모델은 실제 계측치로부터 얻은 고유진동수, 모드형상과 가장 유사한 결과를 나타내었다.