• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.7-15
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• 2020

인공신경망(ANN) 지진응답 예측모델 구성을 위해 다양한 지진파 및 지반 조건 하에서 구조물의 최대변위 및 최대 전단력 데이터베이스 구축이 필요하다. 하지만 3차원 컴퓨터 해석을 활용한 데이터베이스 구축은 많은 시간 및 인력, 비용을 발생시킨다. 본 연구에서는 주어진 지반의 포아송비와 전단파 속도에 대하여 건물의 지진응답을 예측할 수 있는 ANN 모델 개발 프레임워크를 소개하였다. 데이터베이스 구축에는 지반-상부 구조물 효과를 고려할 수 있는 간단한 단자유도 모델을 이용하였고 개발된 ANN 모델의 정확도를 결정계수(R²)를 통하여 논의하였다. 또한 구축된 데이터베이스의 백분위 90~100에서 ANN 모델을 구성하고 결정계수를 통해 각 백분위에서 ANN 모델의 정확도에 대하여 논의하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.169-187
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• 2008

기존의 하중-기반 방법을 대체할 방법중에 성능-기반 방법이 내진설계 및 내진성능평가의 기법으로서 널리 인식되고 있는 실정이다. 탄성응답스펙트럼을 사용하는 역량스펙트럼방법은 비선형 시스템을 등가의 선형시스템으로 치환하여 주어진 지진 하중에 대한 구조물의 최대 비선형 거동을 예측한다. 본 연구의 목적은 철근콘크리트 벽체구조물에 대하여 4개의 등가단자유도방법과 5개의 등가감쇠방법을 사용하여 역량스펙트럼방법의 정확성을 평가하는 것이다. 역량스펙트럼방법의 정확성을 평가하기 위하여 벽체구조물에 대한 진동대 실험결과와 비교하였다. 또한 이선형 곡선변환방법(등가에너지 근사화방법, 유효강성 사화 방법)에 의한 이선형 역량곡선들의 역량스펙트럼 해석에 대한 영향도 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권2호
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• pp.163-180
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• 2009

In the design of tall reinforced concrete (R/C) buildings, the serviceability stiffness criteria in terms of maximum lateral displacement and inter-story drift must be satisfied to prevent large second-order P-delta effects. To accurately assess the lateral deflection and stiffness of tall R/C structures, cracked members in these structures need to be identified and their effective member flexural stiffness determined. In addition, the implementation of the geometric nonlinearity in the analysis can be significant for an accurate prediction of lateral deflection of the structure, particularly in the case of tall R/C building under lateral loading. It can therefore be important to consider the cracking effect together with the geometric nonlinearity in the analysis in order to obtain more accurate results. In the present study, a computer program based on the iterative procedure has been developed for the three dimensional analysis of reinforced concrete frames with cracked beam and column elements. Probability-based effective stiffness model is used for the effective flexural stiffness of a cracked member. In the analysis, the geometric nonlinearity due to the interaction of axial force and bending moment and the displacements of joints are also taken into account. The analytical procedure has been demonstrated through the application of R/C frame examples in which its accuracy and efficiency in comparison with experimental and other analytical results are verified. The effectiveness of the analytical procedure is also illustrated through a practical four story R/C frame example. The iterative procedure provides equally good and consistent prediction of lateral deflection and effective flexural member stiffness. The proposed analytical procedure is efficient from the viewpoints of computational effort and convergence rate.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권5호
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• pp.625-638
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• 2016

This paper presents field study and numerical modeling results for a single-cell low-fill concrete box culvert under a flexible pavement subjected to traffic loading. The culvert in the field test was instrumented with displacement transducers to capture the deformations resulting from different combinations of static and traffic loads. A low-boy truck with a known axle configuration and loads was used to apply seven static load combinations and traffic loads at different speeds. Deflections under the culvert roof were measured during loading. Soil and pavement samples were obtained by drilling operation on the test site. The properties of the soil and pavement layers were determined in the laboratory. A 3-D numerical model of the culvert was developed using a finite difference program FLAC3D. Linear elastic models were used for the pavement layers and soil. The numerical results with the material properties determined in the laboratory were compared with the field test results. The observed deflections in the field test were generally smaller under moving loads than static loads. The maximum deflections measured during the static and traffic loads were 0.6 mm and 0.41 mm respectively. The deflections computed by the numerical method were in good agreement with those observed in the field test. The deflection profiles obtained from the field test and the numerical simulation suggest that the traffic load acted more like a concentrated load distributed over a limited area on the culvert. Elastic models for culverts, pavement layers, and surrounding soil are appropriate for numerical modeling of box culverts under loading for load rating purposes.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권2호
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• pp.197-208
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• 2017

Among various retrofitting strategies, use of semi-active control for retrofitting a building structure has gained momentum in recent years. One of the techniques for such retrofitting is to connect a weaker building to an adjacent stronger building by semi-active devices, so that performances of a weaker building are significantly improved for seismic forces. In this paper, a ten storey weaker building is connected to an adjacent stronger building using magneto-rheological (MR) dampers, for primarily improving the performance of the weaker building in terms of displacement, drift and base shear. For this, a fuzzy logic controller is specifically developed by fuzzyfying the responses of the coupled system. The performance of the control strategy is compared with the passive-on and passive-off controls. Pounding Mitigation between the two buildings is also investigated using all three control strategies. The results show that there exists a fundamental frequency ratio between the two buildings for which maximum control of the weaker building response takes place with no penalty on the stronger building. There exists also a fundamental frequency ratio where control of the weaker building response is achieved at the expense of the amplification of the stronger building. However, coupling strategy always improves the possibility of pounding mitigation.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.1-11
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• 2006

이 논문에서는 에너지 소산장치가 장착된 사장교의 지진 취약도 해석 방법을 제시하고 에너지 소산장치의 장착 및 주탑-보강형 연결 조건에 따른 지진 취약도 변화를 살펴본다. 입력지반운동, 에너지 소산장치 특성값 및 사장교 강성 모형에 확률 변수를 도입하여 불확실성을 고려하고 에너지 소산장치의 비선형 이력거동을고려하여 시간이력 해석을 수행한다. 해석결과의 회귀분석을 통한 최대 응답과 입력지반운동 세기(intensity) 사이의 관계식으로부터 취약도 해석을 위한 소요 역량(demand)을 수립한다. 역량(capacity)에 해당하는 한계상태는 주탑 하부의 전단력, 보강형의 교축방향 변위, 케이블 장력의 변동량 그리고 강주탑의 좌굴이 고려된다. 해석 예제로서 강주탑 사장교인 제 2 진도대교 모형에 대하여 취약도 해석을 수행하였다. 취약도 해석결과 에너지 소산장치의 사용을 통하여 구속 또는 비구속 연결조건시 높은 손상확률을 보이던 한계상태에 대하여 그 손상확률을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.123-130
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• 2002

A general formulation for shape design sensitivity analysis over three dimensional beam structure is developed based on a variational formulation of the beam in linear elasticity. Sensitivity formula is derived based on variational equations in cartesian coordinates using the material derivative concept and adjoint variable method for the displacement and Von-Mises stress functionals. Shape variation is considered for the beam shape in general 3-dimensional direction as well as for the orientation angle of the beam cross section. In the sensitivity expression, the end points evaluation at each beam segment is added to the integral formula, which are summed over the entire structure. The sensitivity formula can be evaluated with generality and ease even by employing piecewise linear design velocity field despite the bending model is fourth order differential equation. For the numerical implementation, commercial software ANSYS is used as analysis tool for the primal and adjoint analysis. Once the design variable set is defined using ANSYS language, shape and orientation variation vector at each node is generated by making finite difference to the shape with respect to each design parameter, and is used for the computation of sensitivity formula. Several numerical examples are taken to show the advantage of the method, in which the accuracy of the sensitivity is evaluated. The results are found excellent even by employing a simple linear function for the design velocity evaluation. Shape optimization is carried out for the geometric design of an archgrid and tilted bridge, which is to minimize maximum stress over the structure while maintaining constant weight. In conclusion, the proposed formulation is a useful and easy tool in finding optimum shape in a variety of the spatial frame structures.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.223-230
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• 2014

본 논문에서는 FSI해석을 이용하여 비정형 초고층 빌딩의 풍응답 특성을 연구하였다. 해석모델은 Twist모델이며, 뒤틀림 각도와 풍가속도의 상관관계에 대해 연구 중점을 두었다. 먼저 단방향 해석을 수행하여 100년 재현주기 풍속에 대한 최대 횡 변위를 구하고, 제한조건을 만족하는 탄성계수를 산출한다. 그리고 양방향 해석을 수행, 시간이력해석을 통해 산출된 탄성계수와 임의의 밀도를 가지는 풍가속도를 예측하게 된다. 정방형 모델은 높이 400m, 변장비 1:1, 세장비 8로 설정, 뒤틀림 모델은 0도에서 90도까지 15도 간격으로, 90도에서 360도까지 90도 간격으로 비틀어 회전시켰다. 형상에 따른 풍가속도 예측 결과, 정방형 모델이 뒤틀림 모델보다 크게 산출되어 풍진동 영향에 더 민감한 것을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.401-408
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• 2019

본 연구는 헤테로코어 광파이버 센서를 활용하여 콘크리트 내부에서 발생되는 변형률의 측정을 통해 콘크리트의 프리스트레스를 직접 평가할 수 있는 새로운 매립형 센서모듈 개발을 최종 목표로 하고 있다. 이를 위하여 노출형 센서모듈을 이용한 성능발현 실험결과는 가력속도 0.12, 1.80mm/min일 때 52.1, 2.6sec로 최대 약 19배의 계측 지연현상이 발생하였다. 계측 지연현상은 구조물의 실시간 변화 상태를 계측하지 못하는 경우로 실시간 계측이 가능한 센서모듈의 개발을 위해서 추가실험이 필요한 것으로 판단하였다. 계측 지연현상 원인규명 실험은 3가지의 실험을 계획하였으며, 실험결과는 마찰저항에 의한 계측 지연이 지배적으로 확인되었다. 마찰이 제거된 장치를 이용한 센서모듈의 실험결과에서는 계측 지연현상이 나타나지 않은 것으로 확인되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권2호
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• pp.237-243
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• 2012

이 논문에서는 중심주파수 9.65 GHz의 X-밴드 안테나를 이용한 원형레일 기반의 지상 SAR(Arc-SAR) 시스템의 반복 실험을 통해 대기 효과를 정량적으로 분석하였다. 안정된 신호 획득을 위해 고정된 삼각삼면반사체 4개를 사용하였는데 이에 의한 신호는 약 43시간에 걸쳐 연속적으로 획득되었다. 분석 결과 반사체는 고정된 상태였지만 약 5 radian(12.4 mm)의 최대 오차를, 총 65회의 실험에 대한 RMSE는 1.62 radian(4 mm)을 보였다. 이러한 위상변화 양상은 온도, 습도, 그리고 기압을 통해 산출되는 대기굴절률의 변화 양상과 높은 상관관계를 보였다. 대기굴절률을 이용한 보정을 선택된 16시간에 대해 적용하였고 보정 결과 RMSE는 1.74 radian(4.3 mm)에서 0.10 radian(0.24 mm)으로 감소하여 보정이 효과적으로 이루어졌음을 확인하였다.