• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.92-99
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• 2021

건축물의 정밀안전점검 및 정밀안전진단시에는 안전등급 판정을 위해 상태평가를 실시하여야 한다. 2004년부터 정량적인 상태평가를 위해 퍼지이론을 이용한 평가방법을 도입하였고, 퍼지이론을 이용한 철근콘크리트 부재의 평가항목 간의 관계와 중요도를 도출하였다. 일반적으로 퍼지이론은 상관관계가 명확하지 않고, 모호한 표현을 처리할 때 사용되는 방법으로, 개발 당시에는 점검 및 진단 결과자료들이 부족한 상황에서 대안으로 퍼지이론을 적용하여 개발한 것으로 보인다. 따라서 실제 점검 및 진단 결과자료를 이용하여 퍼지이론을 바탕으로 도출된 평가항목 간의 관계와 중요도에 대한 검증이 필요하다. 본 연구에서는 정밀안전점검 19건과 정밀안전진단 9건의 결과와 성능점수 함수식을 이용하여 평가항목간의 상관관계를 도출하였으며, 이를 이용하여 부재의 합리적인 내구성 점수 산정식을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.259-272
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• 2019

강-콘크리트 편개형 방폭문은 외피 구조로서의 강재 박스와 내부의 철근콘크리트 슬래브 부재로 구성된 방호 구조물이다. 국내 방폭문 설계의 경우 폭압의 크기, 철근량 및 강박스의 강판두께와 같은 설계변수의 변화가 구조거동에 미치는 영향에 대해서 연구결과가 많지 않은 관계로 방폭문의 구조가 효율적으로 설계되지 않고 있다. 본 연구에서는 배근 간격 및 강재 박스의 강판 두께, 하중조건 등을 변수로 하여 유한요소 해석에 의한 구조거동 특성을 분석하였으며, 또한 방폭문의 구조성능을 구분하기 위해 산정되는 회전연성도 및 변위연성도를 재검토하고자 하였다. 유한요소해석 결과에 따르면, 배근 간격을 변수로 할 때 보다 강재 박스의 강판 두께가 변할 경우가 처짐과 같은 구조거동에 있어서 더 큰 변화를 나타내고 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 외피의 강재 박스의 강판 두께를 증가시킬 때 방폭문에 흡수된 변형 에너지가 더 큰 폭으로 감소하고, 결과적으로 전체적인 구조거동으로서의 처짐이 더 작게 발생하기 때문인 것으로 분석되었다. 또한, 방폭문의 구조성능을 구분하기 위한 방법으로서 회전 연성도 및 변위 연성도를 비교한 결과, 해석 대상 방폭문들의 성능은 회전 연성도 1도 및 변위 연성도 3을 기준으로 분류될 수 있었다. 폭발압에 대한 방폭문의 손상 수준을 분류하기 위해서는 향후 다수의 폭발시험 및 해석적 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.94-105
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• 2013

건설환경의 지속적인 변화로 인하여 교량 건설비용의 최소화뿐만 아니라 공용기간중의 유지관리를 포함한 전체 비용의 최소화 및 최적화의 요구가 증가하고 있다. 이러한 이유로 교량의 상부구조에서 하부구조로 힘을 전달하기 위해 사용되는 교량받침 대신에 스터드나 연결철근 등과 같은 연결재를 사용하여 교량의 상부구조와 하부구조를 라멘식으로 일체화 시킨 교량형식이 제시되고 있다. 이 논문은 교량의 상부구조 형식을 연속 UD PSC 거더로 하여 철근콘크리트 교각과 일체화 시킨 교각일체형 연속 UD PSC 거더교를 대상으로 한다. 교각일체형 연속 UD PSC 거더교는 라멘교 형식과 거더교 형식을 결합한 교량으로 일반 받침형식의 교량과 상이한 거동특성을 나타낸다. 하지만 거동 특성에 대해 명확히 규명되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 해석적 방법을 이용하여 교각일체형 연속 UD PSC 거더교의 동적거동 특성을 분석하고 2, 3경간 교각일체형 연속 UD PSC 거더교에 적용할 수 있는 충격계수 산정식을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.85-92
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• 2023

완공된 건물과 달리 시공 중인 건물은 설계단계와 다른 하중 작용 및 콘크리트 강도 미발현 등 다양한 요인에 의해 설계단계에서 검토한 하중을 초과하는 하중이 작용하여 건물의 안전성에 문제가 생길 위험이 있다. 또한 시공 중인 건물에 지진이 발생할 경우 더 큰 피해가 발생할 가능성이 있다. 따라서 이 연구는 전형적인 다양한 규모의 5층, 15층, 25층, 60층 예제모델을 작성하고 골조완성도에 따른 시공단계 모델을 통해 시공 중인 건물의 지진하중의 영향을 분석하였다. 시공 중인 건물의 시공기간은 완공단계 이후의 사용기간에 비해 매우 짧으므로 설계단계와 동등한 수준의 지진을 적용하는 것은 과도한 하중이 적용될 수 있으므로 시공단계 모델에 재현주기 50~2,400년의 지진을 적용하여 지진하중을 검토하고 부재단면성능을 분석하였다. 그 결과 설계단계를 초과하는 하중의 여부 및 구조적 안전성 확보가 가능한 수준의 지진재현주기를 검토할 수 있었다. 또한 각 예제모델의 시공기간을 가정하여 시공기간에 따른 지진재현주기를 선정하고 선정한 재현주기의 설계 적절성을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.511-520
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• 2007

본 연구는 복합재료 교량시스템의 규준 정립을 위한 연구로서 실제 설계 시공되어진 복합재료 교량의 정밀해석수행과 이를 통한 복합재료 교량의 파괴거동 및 설계기준 등을 조사하는데 그 목적이 있다. 본 연구의 효율적인 연구를 위하여 실제 미국 NEW YORK주 내에 설계 시공되어있는 Noncomposite-FRP 복합재료 교량을 대상으로 해석적 연구를 수행하였으며 본 연구에서 사용된 해석적 모델을 토대로 실제 미국에서 기 수행되어진 교량 거동에 관한 해석 및 실험하중 평가와 그 결과를 비교하였다. 특히 국내 복합재료 교량의 해석적 설계기준 평가를 위하여 보다 실질적이고 정확한 파괴모드의 조사 및 분석이 요구되어지므로 본 연구에서는 이를 위하여 기존의 해석적 연구에서 가벼운 중량으로 인하여 무시되었던 자중의 영향과 각 적층 layer에 설계된 ply orientation을 고려하여 해석하였다. 그 결과 자중을 고려한 복합재료 패널들의 경우, 제작 결함에 따른 이음부 파괴가 없을 경우 교량 상부 구조 중 횡축 보에서의 국부 좌굴 파괴가 교량의 파괴를 지배할 것으로 본 연구결과에서 예측되었다. 이는 복합재료 교량 제작 시 복합재료 상판 패널과 보의 이음부가 Noncomposite로 제작되는 경우 실제 제작되어진 복합재료 상판의 고 강성에 의하여 재하 하중에 의한 하부 강재 거더 좌굴이 선행되는 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권3호
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• pp.481-501
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• 2015

Current design codes and technical recommendations often provide rough indications on how to assess effective stiffness of Reinforced Concrete (R/C) frames subjected to seismic loads, which is a key factor when a linear analysis is performed. The Italian design code (NTC-2008), Eurocode 8 and ACI 318 do not take into account all the structural parameters affecting the effective stiffness and this may not be on the safe side when second-order $P-{\Delta}$ effects may occur. This paper presents a study on the factors influencing the effective stiffness of R/C beams, columns and walls under seismic forces. Five different approaches are adopted and analyzed in order to evaluate the effective stiffness of R/C members, in accordance with the scientific literature and the international design codes. Furthermore, the paper discusses the outcomes of a parametric analysis performed on an actual R/C building and analyses the main variables, namely reinforcement ratio, axial load ratio, concrete compressive strength, and type of shallow beams. The second-order effects are investigated and the resulting displacements related to the Damage Limit State (DLS) under seismic loads are discussed. Although the effective stiffness increases with steel ratio, the analytical results show that the limit of 50% of the initial stiffness turns out to be the upper bound for small values of axial-load ratio, rather than a lower bound as indicated by both Italian NTC-2008 and EC8. As a result, in some cases the current Italian and European provisions tend to underestimate second-order $P-{\Delta}$ effects, when the DLS is investigated under seismic loading.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권2호
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• pp.117-134
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• 2007

The force (load) reduction factor, R, which is one of the most important parameters in earthquake load calculation, is independent of the dimensions of the structure but is defined on the basis of the load bearing system of the structure as defined in earthquake codes. Significant damages and failures were experienced on prefabricated reinforced concrete structures during the last three major earthquakes in Turkey (Adana 1998, Kocaeli 1999, Duzce 1999) and the experts are still discussing the main reasons of those failures. Most of them agreed that they resulted mainly from the earthquake force reduction factor, R that is incorrectly selected during design processes, in addition to all other detailing errors. Thus this wide spread damages caused by the earthquake to prefabricated structures aroused suspicion about the correctness of the R coefficient recommended in the current Turkish Earthquake Codes (TEC - 98). In this study, an attempt was made for an approximate determination of R coefficient for widely utilized prefabricated structure types (single-floor single-span) with variable dimensions. According to the selecting variable dimensions, 140 sample frames were computed using pushover analysis. The force reduction factor R was calculated by load-displacement curves obtained pushover analysis for each frame. Then, formulated artificial neural network method was trained by using 107 of the 140 sample frames. For the training various algorithms were used. The method was applied and used for the prediction of the R rest 33 frames with about 92% accuracy. The paper also aims at proposing the authorities to change the R coefficient values predicted in TEC - 98 for prefabricated concrete structures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.141-147
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• 2010

LNG 천연가스로서 저장과 운반이 용이한 액체로 변형이 가능하며, 청정연료로 각광받게 되어, 석유에너지의 의존도를 낮추고 에너지사용의 다변화를 위해 1986년 인도네시아로부터 처음 도입된 이래로 산업의 성장과 더불어 그 수요량이 지속적으로 증가하고 있다. LNG는 천연가스의 부피를 영하 약 $-162^{\circ}C(-260^{\circ}F)$까지 냉각시켜 1/600까지 줄일 수 있으므로, 저장 및 운반에 있어서 매우 효율적이다. 현대의 LNG 저장탱크는 철근 콘크리트 이중벽과 내부 니켈방호벽 및 벽사이의 효율이 높은 단열재로 구성된 완전 방호식이 적용되고 있다. 단열재는 극저온의 온도가 LNG 탱크 외벽으로 전달되는 것을 차단하며, 바닥슬래브, 외벽 및 상부에 설치된다. LNG 저장탱크의 단열재의 배치에 따라 콘크리트 외조에 작용하는 온도분포에 차이가 나므로, 본 연구에서는 기 건설된 완전 방호식 LNG 저장탱크 바닥판 단열재의 배치에 대해 검토하고, 이를 바탕으로 단열시스템 개선 방안을 제안하고자 한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권1호
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• pp.1-12
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• 2017

Historical earthquakes have shown that successive seismic events may occur in regions of high seismicity. Such a sequence of earthquakes has the potential to increase the damage level of the structures, since any rehabilitation between the successive ground motions is practically impossible due to lack of time. Few studies about this issue can be found in literature, most of which focused their attention on the seismic response of SDOF systems or planar frame structures. The aim of the present study is to examine the impact of seismic sequences on the damage level of 3D multistorey R/C buildings with various structural systems. For the purposes of the above investigation a comprehensive assessment is conducted using three double-symmetric and three asymmetric in plan medium-rise R/C buildings, which are designed on the basis of the current seismic codes. The buildings are analyzed by nonlinear time response analysis using 80 bidirectional seismic sequences. In order to account for the variable orientation of the seismic motion, the two horizontal accelerograms of each earthquake record are applied along horizontal orthogonal axes forming 12 different angles with the structural axes. The assessment of the results revealed that successive ground motions can lead to significant increase of the structural damage compared to the damage caused by the corresponding single seismic events. Furthermore, the incident angle can radically alter the successive earthquake phenomenon depending on the special characteristics of the structure, the number of the sequential earthquakes, as well as the distance of the record from the fault.

• Smart Structures and Systems
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• 제8권2호
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• pp.173-190
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• 2011

As a practical and effective seismic resisting technology, the base isolation system has seen extensive applications in buildings and bridges. However, a few problems associated with conventional lead-rubber bearings have been identified after historical strong earthquakes, e.g., excessive permanent deformations of bearings and potential unseating of bridge decks. Recently the applications of shape memory alloys (SMA) have received growing interest in the area of seismic response mitigation. As a result, a variety of SMA-based base isolators have been developed. These novel isolators often lead to minimal permanent deformations due to the self-centering feature of SMA materials. However, a rational design approach is still missing because of the fact that conventional design method cannot be directly applied to these novel devices. In light of this limitation, a displacement-based design approach for highway bridges with SMA isolators is proposed in this paper. Nonlinear response spectra, derived from typical hysteretic models for SMA, are employed in the design procedure. SMA isolators and bridge piers are designed according to the prescribed performance objectives. A prototype reinforced concrete (RC) highway bridge is designed using the proposed design approach. Nonlinear dynamic analyses for different seismic intensity levels are carried out using a computer program called "OpenSees". The efficacy of the displacement-based design approach is validated by numerical simulations. Results indicate that a properly designed RC highway bridge with novel SMA isolators may achieve minor damage and minimal residual deformations under frequent and rare earthquakes. Nonlinear static analysis is also carried out to investigate the failure mechanism and the self-centering ability of the designed highway bridge.