• 한국지진공학회논문집
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• 제8권5호통권39호
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• pp.25-33
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• 2004

성능설계법에서 다층 건축물의 내진성능을 평가하기 위해서는 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환할 필요가 있다. 본 논문은 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환하여 다층 골조구조물의 층간변위 응답을 추정하는 방법을 제안한다. 본 연구의 목적은 다층 골조구조물과 등가 1자유도계의 시간이력해석을 수행하여 등가 1자유도계 변환 방법의 타당성을 확인하는 것이다. 다층 골조구조물의 시간이력해석에 의한 층간변위 응답과 등가 1자유도계에 의해 추정된 층간변위 응답을 비교하여, 등가 1자유도계에 의한 층간변위 응답에 대한 추정 방법의 타당성을 확인한다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 시간이력해석을 통하여 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환하는 방법의 타당성을 확인할 수 있었다. 다층 골조구조물의 층간변위 응답은 비탄성 1차 모드를 이용한 등가 1자유도계의 변위응답으로부터 보다 정확히 추정할 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2018

Seismic retrofitting of existing buildings and design of earth-quake resistant buildings are important issues associated with earthquake-prone zones. Use of metallic-yielding dampers as an energy dissipation system is an acceptable method for controlling damages in structures and improving their seismic performance. In this study, the optimal distribution of dampers for reducing the seismic response of steel frames with multi-degrees freedom is presented utilizing the uniform distribution of deformations. This has been done in a way that, the final configuration of dampers in the frames lead to minimum weight while satisfying the performance criteria. It is shown that such a structure has an optimum seismic performance, in which the maximum structure capacity is used. Then the genetic algorithm which is an evolutionary optimization method is used for optimal arrangement of the steel dampers in the structure. In continuation for specifying the optimal accurate response, the local search algorithm based on the gradient concept has been selected. In this research the introduced optimization methods are used for optimal retrofitting in the moment-resisting frame with inelastic behavior and initial weakness in design. Ultimately the optimal configuration of dampers over the height of building specified and by comparing the results of the uniform deformation method with those of the genetic algorithm, the validity of the uniform deformation method in terms of accuracy, Time Speed Optimization and the simplicity of the theory have been proven.

• Earthquakes and Structures
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• 제11권2호
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• pp.217-243
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• 2016

The linear and nonlinear seismic responses of steel buildings with perimeter moment resisting frames and welded connections (WC) are estimated and compared with those of buildings with post-tensioned connections (PC). Two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) structural representations of the buildings as well as global and local response parameters are considered. The seismic responses and structural damage of steel buildings with PC may be significantly smaller than those of the buildings with typical WC. The reasons for this are that the PC buildings dissipate more hysteretic energy and attract smaller inertia forces. The response reduction is larger for global than for local response parameters. The reduction may significantly vary from one structural representation to another. One of the main reasons for this is that the energy dissipation characteristics are quite different for the 2D and 3D models. In addition, in the case of the 3D models, the contribution of each horizontal component to the axial load on an specific column may be in phase each other during some intervals of time, but for some others they may be out of phase. It is not possible to observe this effect on the 2D structural formulation. The implication of this is that 3D structural representation should be used while estimating the effect of the PC on the structural response. Thus, steel frames with post-tensioned bolted connections are a viable option in high seismicity areas due to the fact that brittle failure is prevented and also because of their reduced response and self-centering capacity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권4호
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• pp.475-483
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• 2018

Square tubular columns are commonly used in moment resisting frames, while through-diaphragm connection is the most typical configuration detail to connect the H-shaped beam to the column. However, brittle fracture normally occurs at the complete joint penetration weld between the beam flange and the through-diaphragm due to the stress concentration caused by the geometrical discontinuity. Accordingly, three improved types of through-diaphragm are presented in this paper to provide smooth force flow path comparing to that of conventional connections. Tensile tests were conducted on four specimens and the results were analyzed in terms of failure modes, load-displacement response, yield and ultimate capacity, and initial stiffness. Furthermore, strain distributions on the through-diaphragm, the beam flange plate, and the column face were comprehensively evaluated and discussed. It was found that all the proposed three types of improved through-diaphragm connections were able to reduce the stress concentration in the welds between the beam flange and the through-diaphragm. Furthermore, the stress distribution in connection with longer tapered through-diaphragm was more uniform.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.569-576
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• 2011

본 논문에서는 비선형정적해석 방법을 이용하여 기존의 연쇄붕괴 선형정적해석 절차에 수반되는 반복과정을 자동으로 수행하면서도 선형해석 결과와 동일한 결과를 나타내는 새로운 연쇄붕괴 해석절차를 제안하였다. 제안된 해석절차는 GSA 기준에 규정된 기존 선형정적해석법의 단점인 반복적 해석작업 및 그 과정에서 발생할 수 있는 시간과 오류의 가능성을 최소화하여 해석결과의 신뢰성을 확보가 있는 선형정적해석 절차이다. 제안된 해석절차를 검증하기 위하여 철근콘크리트 모멘트골조 및 철골 가새골조의 최하층 기둥부재를 제거한 후 기존 해석법과 제안 해석법을 적용하고 그 결과를 비교 분석하였다. 해석결과에 따르면 제안된 해석절차는 구조물의 붕괴여부의 판정 및 힌지 분포에 있어서 기존의 선형정적해석과 동일한 결과를 나타내었으며, 반복해석 과정이 불필요하므로 기존 해석법에 비하여 매우 짧은 시간에 해석을 수행할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권2호
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• pp.77-85
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• 2018

각형강관 기둥을 이용한 모멘트 접합부는 주로 관통형 다이어프램 형식으로 사용되고 있으나, 제작 및 시공과정이 복잡하여 적용하는데 어려움이 있다. 본 연구에서 제안하는 강구조물 시스템은 단위 유닛 모듈(각형강관 기둥, H형강 보, 원웨이 볼트)을 현장으로 반입하여 볼트조립만으로 완성되는 것이다. 따라서 이 연구에서는 내부보강판의 길이, 내부보강판의 형상을 변수로 설정하여 제안된 기둥-보 접합부의 내력 및 강성, 연성능력, 에너지 소산능력을 비교 분석하여 제시된 강구조물 시스템을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.219-226
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• 2012

기둥은 건물에서 하중을 지지하는 중요한 구성요소이므로 기둥의 손상 또는 파괴는 건물의 연쇄붕괴의 원인이 된다. 특히 폭발하중에 의한 기둥의 거동평가는 연쇄붕괴 방지에 있어 중요한 요소이다. 본 논문에서는 축하중을 받고 있는 기둥이 폭발하중을 받을 때의 거동과 폭발 저항성능을 평가하였다. 이를 위해 동일단면적과 비슷한 철근비를 가지는 기둥에서 주 철근의 개수를 달리하여 각 변수에 따른 폭발하중에 대한 폭발 저항성능을 평가하였다. 또한, 동일한 성능을 지니는 기둥에서 단면비를 달리하여 기둥의 폭발 저항성능을 비교하였다. 해석결과, 폭발 직후 충격량에 대한 수직 변형률은 철근의 개수 및 단면비에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 그러나 수평변형의 경우 폭발압력을 받는 면의 철근 개수가 증가함에 따라 기둥의 저항성능이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 기둥 단면의 단면 2차모멘트가 클수록 폭발하중에 대한 저항 성능 및 복원력이 더 큰 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.323-331
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• 2012

이 논문에서는 콘크리트 기둥에 새로운 보강방법을 제시하여 반복하중에 대한 구조적인 성능시험을 하였다. 두 개의 콘크리트 기둥에 고성능 탄소섬유 다발을 이용하여 X자 형태의 보강을 실시하고, 기둥의 내부에 X-브레이싱을 고정하기 위해 기둥 단면을 천공하여 탄소섬유 다발을 기둥에 삽입한 후 탄소섬유로 단부를 감싸주는 새로운 보강방법인 탄소섬유 앵커 X-브레이싱 보강공법을 이용해 콘크리트 기둥의 구조성능과 보강효과를 시험을 통하여 규명하였다. 이를 위해 탄소섬유로 보강된 휨 파괴형 실험체 기둥과 전단 파괴형 실험체 기둥을 축소모형으로 각각 제작하였다. 휨과 전단저항 기둥에 대해 X-브레이스 보강 유, 무 실험체에 반복하중시험을 통해 기둥의 연성과 강도 보강효과를 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제3권2호
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• pp.195-202
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• 2012

이 논문은 KBC2009에서 규정하고 있는 RC 특수전단벽과 시공성 개선을 목적으로 제안된 경계요소 내 완화된 배근상세를 갖는 특수전단벽과의 비교 실험결과를 제시하고 있다. 연구목적에 따라 22층 벽식구조 아파트로부터 모델링된 최하층 벽체가 2/3크기로 축소되어 2개의 실험체가 제작되었으며, 일정축력 하에서 반복가력 실험이 실시되었다. 실험결과, 완화된 배근상세를 따르는 특수전단벽체은 KBC2009의 배근상세를 따르는 특수전단벽체와 등가점성 감쇠비를 통해 계산된 에너지소산능력 및 연성도에서는 약간의 차이를 보이고 있으나, 하중-변위 측면에서는 매우 유사한 능력을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 현행 설계기준에서 제시하고 있는 1.5% 수준의 층간횡변위비 조건을 충분히 만족하고 있음을 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권6호
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• pp.677-689
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• 2020

A building structural system of moment resisting frame (MRF) with concrete filled steel tubular (CFST) columns and wide flange H beams, is one of the most conveniently constructed structural systems. However, there were few studies on evaluating seismic performance of full-scale CFST columns under high axial compression. In addition, some existing famous design codes propose various limits of width-to-thickness ratio (B/t) for steel tubes of the ductile CFST composite members. This study was intended to investigate the seismic behavior of CFST columns under high axial load compression. Four full-scale square CFST column specimens with a B/t of 42 were carried out that were subjected to horizontal cyclic-reversal loads combined with constantly light, medium and high axial loads and with a linearly varied axial load, respectively. Test results revealed that shear strength and deformation capacity of the columns significantly decreased when the axial compression exceeded 0.35 times the nominal compression strength of a CFST column, P₀. It was obvious that the higher the axial compression, the lower both the shear strength and deformation capacities were, and the earlier and faster the shear strength degradation occurred. It was found as well that higher axial compressions resulted in larger initial lateral stiffness and faster degradation of post-yield lateral stiffness. Meanwhile, the lower axial compressions led to better energy dissipation capacities with larger cumulative energy. Moreover, the study implied that under axial compressions greater than 0.35P₀, the CFST column specimens with B/t limits recommended by AISC 360 (2016), ACI 318 (2014), AIJ (2008) and EC4 (2004) codes do not provide ultimate interstory drift ratio of more than 3% radian, and only the limit in ACI 318 (2014) code satisfies this requirement when axial compression does not exceed 0.35P₀.