• 한국지진공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.201-211
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• 2021

The Ministry of the Interior and Safety in Korea developed seismic fragility function for various building types in 2009. Damage states for most building types were determined by structural analyses of sample models and foreign references because actual cases damaged by earthquakes rarely exist in Korea. Low-rise, piloti-type buildings showed severe damage by brittle failure in columns due to insufficient stirrup details in the 2017 Pohang earthquake. Therefore, it is necessary to improve damage state criteria for piloti-type buildings by consulting actual outcomes from the earthquake. An analytical approach was conducted by developing analysis models of sample buildings reflecting insufficient stirrup details of columns to accomplish the purpose. The result showed that current spectral displacements of damage states for piloti-type buildings might be too large to estimate actual fragility. When the brittle behavior observed in the earthquake is reflected in the analysis model, one-fourth through one-sixth of current spectral displacements of damage states may be appropriate for existing low-rise, piloti-type buildings.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권2호
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• pp.229-244
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• 2022

This paper investigates the seismic performance of buildings designed using DDBD (Direct Displacement based Design) and FBD (Force based Design) approaches from the probabilistic viewpoint. It aims to estimate the collapse capacity of structures and assess the adequacy of seismic design codes. In this regard, (i) IDA (Incremental Dynamic Analysis) curves, (ii) interstory drift demand distribution curves, (iii) fragility curves, and (iv) the methodology provided by FEMA P-695 are applied to examine two groups of RC moment resistant frame buildings: 8-story structures with different plans, to study the effect of different span arrangements; and 3-, 7- and 12-story structures with a fixed plan, to study the dynamic behavior of the buildings. Structural modeling is performed in OpenSees software and validated using the results of an experimental model. It is concluded that increasing the building height would not significantly affect the response estimation of IDA and fragility curves of DDBD-designed structures, while the change in span arrangements is effective in estimating responses. In the investigation of the code adequacy, unlike the FBD approach, the DDBD can satisfy the performance criteria presented in FEMA P-695 and hence provide excellent performance.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권11호
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• pp.71-80
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• 2018

본 연구에서는 박스형 개착식 철도 터널의 지진 응답을 유사정적 프레임 해석으로부터 평가하였으며 취약도 곡선을 도출하였다. 지반의 영향을 평가하기 위하여 다양한 이상화된 주상도를 사용하였으며 20개의 계측지진기록을 적용하였다. 기존 연구에서 제시된 탄성 모멘트와 항복 모멘트 비로 정의된 손상지수를 사용하여 Minor, Moderate, Extensive 손상상태에 대한 취약도 곡선을 각각 최대지반가속도의 함수로 적용하였다. 연구 결과, 지반 조건은 취약도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며 이를 고려하는 곡선의 개발이 중요한 것으로 나타났다. 개발된 취약도 곡선은 기존의 연구에서 도출된 곡선들과 비교하였다. 기존에 제시된 경험적 취약도 곡선은 지반조건의 영향을 고려할 수 없으며 특히 연약 지반에서는 취약도를 과소예측하는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.149-158
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• 2024

Piloti-type structures with vertical irregularity are vulnerable to earthquakes due to the soft structure of the first story. Structural characteristics of buildings can significantly affect the seismic loss function, calculated based on seismic fragility, and therefore need to be considered. This study investigated the effects of the number of stories and core locations on the seismic loss function of piloti-type buildings in Korea. Twelve analytical models were developed considering two variations: three stories (4-story, 5-story, and 6-story) and four core locations (center core, x-eccentric core, y-eccentric core, and xy-eccentric core). The interstory drift ratio and peak floor acceleration were assessed through incremental dynamic analysis using 44 earthquake records, and seismic fragility was derived. Seismic loss functions were calculated and compared using the derived seismic fragility and repair cost ratio of each component. The results indicate that the seismic loss function increases with more stories and when the core is eccentrically located in the piloti-type structure model. Therefore, the uncertainty due to the number of stories and core location should be considered when deriving the seismic loss function of piloti-type structures.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.103-111
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• 2014

본 연구에서는 비선형 유한요소 해석 기법을 적용한 격납건물의 내압취약도 평가를 수행하였다. 대상 구조물은 국내 대표적인 가압경수로형 원전 격납건물 중 하나로 하였다. 비선형 극한내압 해석을 위해 대규모 개구부를 고려한 격납건물의 3차원 유한요소 모델을 도출하였다. 재료 특성 및 구조적 성능에 내포된 불확실성을 고려하기 위하여 각 변수들의 변동성에 대한 극한내압 성능의 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석 결과를 통해 확률론적 내압 취약도 평가를 위한 불확실성 변수 및 분포 특성을 도출하였다. 현재의 텐던 긴장력 상태를 고려하기 위하여 가동 중 검사 보고서에 기록된 텐던 긴장력 값을 중앙값으로 적용하였다. 누설(leak)과 파단(rupture)을 파괴모드로 정의하고, 각각에 대한 극한내압 취약도 평가를 위하여 한계상태를 정의하였다. 각 파괴모드에 대한 대상 격납건물의 내압취약도를 내압 성능 중앙값, 고신뢰도 저파괴확률 성능값, 신뢰도 수준에 따른 취약도 곡선을 통하여 제시하였다. 누설 및 파단 파괴모드에 대한 고신뢰도 저파괴확률값은 각각 0.7991 MPa, 0.8691 MPa로 평가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.231-241
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• 2021

교량의 노후화는 다양한 원인에 기인하겠지만 겨울철에 제설용으로 살포하는 염화칼슘이 교량부재에 침투하여 부식을 유발하는 것이 대표적인 교량 노후화 원인중 하나라고 할 수 있다. 본 연구의 목적은 교량의 부식에 의한 노후화 정도를 정량화하고 이를 교량의 해석모델에 적용하여 노후화 정도에 따른 지진취약도 해석을 수행하고 노후화 정도와 지진취약도 곡선의 관계를 평가하는 것이다. 노후화 정도를 고려한 지진취약도 해석에 각 손상상태별로 한계값을 적절히 정의하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 손상정도에 따른 변위 연성도 능력의 저하 특성에 관한 기존 연구결과를 활용하여 손상상태를 정의하였다. 세 가지 교량받침과 두 가지 교각 높이에 따른 예제 교량들의 지진취약도 해석으로부터 노후화 정도가 증가할수록 지진취약도가 증가하는 경향이 나타냄을 알 수 있다. 이러한 노후화 정도에 따른 지진취약도의 차이는 손상상태가 경미, 보통, 심각, 붕괴의 상태로 갈수록 증가하는 경향을 나타낸다.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권2호
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• pp.211-220
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• 2017

Observations from past strong earthquakes revealed that near-fault ground motions could lead to the failure, or even collapse of electricity transmission towers which are vital components of an overhead electric power delivery system. For assessing the performance and robustness, a high-fidelity three-dimension finite element model of a long span transmission tower-line system is established with the consideration of geometric nonlinearity and material nonlinearity. In the numerical model, the Tian-Ma-Qu material model is utilized to capture the nonlinear behaviours of structural members, and the cumulative damage D is defined as an index to identify the failure of members. Consequently, incremental dynamic analyses (IDAs) are conducted to study the collapse fragility, damage positions, collapse margin ratio (CMR) and dynamic robustness of the transmission towers by using twenty near-fault ground motions selected from PEER. Based on the bending and shear deformation of structures, the collapse mechanism of electricity transmission towers subjected to Chi-Chi earthquake is investigated. This research can serve as a reference for the performance of large span transmission tower line system subjected to near-fault ground motions.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권3호
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• pp.287-295
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• 2023

교량은 지진에 의해 붕괴가 일어나면 많은 수의 인명피해와 재산피해가 발생할 수 있어 정확한 지진거동 예측과 대비가 필요하다. 특히, 교각은 교량의 지진거동에 있어서 지배적인 역할을 한다. 또한, 교각의 겹침이음 길이 부족과 같은 설계적인 문제가 있다면 지진에 대한 위험성이 더욱 증대하게 된다. 본 연구에서는 교각에서 겹침이음 특성을 분석하기 위해, 겹침이음 길이가 부족한 교각의 수치해석 모델을 정의하고 실험데이터를 통해 검증하였다. 제시된 교각 모델을 일반적으로 사용되는 RC 슬래브 교량에 적용하였다. 교각의 비선형 정적해석을 수행하여 겹침이음에 따른 성능점 변화를 평가하였다. 또한, 지진취약도 곡선을 산정하여 교각의 겹침이음 길이에 따른 지진취약도 비교분석을 수행하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제16권6호
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• pp.1133-1145
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• 2015

A new neural network (NN) predictive controller (NNPC) algorithm has been developed and tested in the computer simulation of active control of a nonlinear structure. In the present method an NN is used as a predictor. This NN has been trained to predict the future response of the structure to determine the control forces. These control forces are calculated by minimizing the difference between the predicted and desired responses via a numerical minimization algorithm. Since the NNPC is very time consuming and not suitable for real-time control, it is then used to train an NN controller. To consider the effectiveness of the controller on probability of damage, fragility curves are generated. The approach is validated by using simulated response of a 3 story nonlinear benchmark building excited by several historical earthquake records. The simulation results are then compared with a linear quadratic Gaussian (LQG) active controller. The results indicate that the proposed algorithm is completely effective in relative displacement reduction.

• 한국지진공학회논문집
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• 제22권7호
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• pp.361-367
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• 2018

This study investigates the seismic performance of a hybrid seismic energy dissipation device composed of a viscoelastic damper and a steel slit damper connected in parallel. A moment-framed structure is designed without seismic load and is retrofitted with the hybrid dampers. The model structure is transformed into an equivalent simplified system to find out optimum story-wise damper distribution pattern using genetic algorithm. The effectiveness of the hybrid damper is investigated by fragility analysis of the structure with and without the dampers. The analysis results show that after seismic retrofit the probability of reaching damage states, especially the complete damage state, of the structure turn out to be significantly reduced.