• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권3호
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• pp.455-473
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• 2016

Methods for the seismic demands evaluation of structures require iterative procedures. Many studies dealt with the development of different inelastic spectra with the aim to simplify the evaluation of inelastic deformations and performance of structures. Recently, the concept of inelastic spectra has been adopted in the global scheme of the Performance-Based Seismic Design (PBSD) through Capacity-Spectrum Method (CSM). For instance, the Modal Pushover Analysis (MPA) has been proved to provide accurate results for inelastic buildings to a similar degree of accuracy than the Response Spectrum Analysis (RSA) in estimating peak response for elastic buildings. In this paper, a simplified nonlinear procedure for evaluation of the seismic demand of structures is proposed with its applicability to multi-degree-of-freedom (MDOF) systems. The basic concept is to write the equation of motion of (MDOF) system into series of normal modes based on an inelastic modal decomposition in terms of ductility factor. The accuracy of the proposed procedure is verified against the Nonlinear Time History Analysis (NL-THA) results and Uncoupled Modal Response History Analysis (UMRHA) of a 9-story steel building subjected to El-Centro 1940 (N/S) as a first application. The comparison shows that the new theoretical approach is capable to provide accurate peak response with those obtained when using the NL-THA analysis. After that, a simplified nonlinear spectral analysis is proposed and illustrated by examples in order to describe inelastic response spectra and to relate it to the capacity curve (Pushover curve) by a new parameter of control, called normalized yield strength coefficient (${\eta}$). In the second application, the proposed procedure is verified against the NL-THA analysis results of two buildings for 80 selected real ground motions.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권5호
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• pp.383-400
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• 2024

For a conventionally repaired frame-supported-transfer-slab (FSTS) reinforced concrete (RC) structure, both the transfer slab and the beam-to-column and transfer slab-to-column joints remain vulnerable to secondary earthquakes. Aimed at improving the seismic performance of a damaged FSTS RC structure, an innovative retrofitting scheme is proposed, which adopts the sector lead rubber dampers (SLRDs) at joints after the damaged FSTS RC structure is repaired by conventional approaches. In this paper, a series of quasi-static cyclic tests was conducted on a large-scale retrofitted FSTS RC structure. The seismic performance was evaluated and the key test results, including deformation characteristics, damage pattern, hysteretic behaviour, bearing capacity and strains on key components, were reported in detail. The test results indicated that the SLRDs started to dissipate energy under the service level earthquake, and thus prevented damages on the beam-to-column and transfer slab-to-column joints during the secondary earthquakes and shifted the plastic hinges away from the beam ends. The retrofitting scheme of using SLRDs also achieved the seismic design concept of 'strong joint, weak component'. The FSTS RC structure retrofitted by the SLRDs could recover more than 85% bearing capacity of its undamaged counterpart. The hysteresis curves were featured by the inverse "S" shape, indicating good bearing capacity and hysteresis performance. The deformation capacity of the damaged FSTS RC structure retrofitted by the SLRDs met the corresponding codified requirements for the case of the maximum considered earthquake, as set out in the Chinese seismic design code. The stability of the FSTS RC structure retrofitted by the SLRDs, which was revealed by the developed stains of the RC frame and transfer slab, was improved compared with the undamaged FSTS RC structure.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.369-376
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• 1998

원자로 압력용기는 원자력발전소의 일차 압력경계를 구성하는 핵심 부품으로 이의 건전성은 원전의 안전성과 수명관리에 결정적인 영향을 미친다. 탄소강으로 구성된 압력용기는 노심에 근접하게 위치하여 운전중 계속되는 고속중성자 조사로 인하여 인성이 감소한다. 운전중 비상노심 냉각수가 주입되어 압력용기가 급격하게 냉각되면서 압력이 높게 유지되거나 재가압이 되는 가압열충격 현상이 발생하는 경우 조사취화된 압력용기가 적절한 안전여유를 가지지 못할 수도 있다. USNRC에서는 이에 대한 종합적인 연구결과를 바탕으로 가압열충격 규정을 제정하여 가압열충격 기준온도(RT$_{PTS}$)의 계산 방법과 심사기준온도를 제시하였다. 가압열충격 심사기준온도의 결정근거가 기술되어 있는 SECY 82-465에 의하면 축방향 용접부에 대한 위험도를 평가하여 270℉를 심사기준온도로 정하고 원주방향 용접부에 대해서는 30℉를 더하여 300℉를 심사기준온도로 제시하였다. 이 연구에서는 이렇게 제정된 원주방향 용접부에 대한 심사기준온도의 적정성을 평가하기 위하여 균열방향에 따른 가압열충격 위험도를 VISA-II 코드로 평가하였다. 우선 가압열충격 기준온도 제정 시 사용된 방법과 결과들을 검토하고 NRC의 계산결과를 재현하였다. 이를 바탕으로 원주방향 용접부에 대한 위험도를 평가한 결과 균열방향의 차이를 고려하기 위해 적용된 기술적 여유도인 30℉는 과도한 보수성을 내포하고 있음을 알 수 있었다. 원주방향 용접부가 축방향 용접부와 동일한 수준의 가압열충격 위험도를 가지기 위한 심사기준온도 차이는 50℉ 이상인 것으로 평가되었다.을 수 있었다.ngineering because this field has large uncertainties on predicting the effect of earthquake on structures. This paper is based on the presented paper at the Bertero Symposium held in January 31an4 February 1 at Berkeley, California, USA which was entitled "Needs to Evaluate Real Seismic Performance of Buildings-Lessons from 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake-". The lessons for buildings from the damage due to the Hyogoken-Nambu Earthquake are necessity to develop more rational seismic design codes based upon a performance-based design concept, and to evaluate seismic performance of existing buildings. In my keynote lecture at the Korean Association for Computational Structural Engineering, the history of seismic design and use of structural analysis in Japan, the lessons for buildings from

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.603-608
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• 1998

유체내의 물체 주위에서 유동박리로 인해 생성되는 와류쉐딩은 열전달이나 물질전달을 촉진시키는 이점이 있으나, 항력을 증가시키거나 유동 및 온도의 요동에 의해 구조물을 손상시키는 단점이 있다. 특히 물체와 주위 유동 사이에 공진이 일어나면 항력값이 증가하면서 항력과 양력의 진폭이 급격히 증가하여 물체에 심각한 손상을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 레이놀즈수 200 이하의 층류유동에서 공진시 물체 주위의 유동현상과 이로 인한 양력과 항력의 변화들을 수치해석방법을 통하여 분석하였다 수치해석은 일반좌표계에서 유한체적법을 적용하여 Navier-Stokes 방정식을 차분화하였다. 이때 방정식의 종속변수로는 공변속도를 채택하였으며, 이산화된 방정식은 분리단계법을 이용하여 수치해를 구하였다. 입구유속의 강제진동에 의한 사각실린더 주위의 와류쉐딩시 공진이 발생하는 강제진동수의 범위는 원통실린더의 경우와 유사하였으나 상대적으로 폭이 더 좁았다 그리고 공진이 발생하는 강제진동수의 범위는 진폭이 증가할수록 증가하였다. 쉐딩 진동수가 일정하면서 입구유속의 진폭이 증가하면 이에 비례하여 실린더 주위의 유속이 상대적으로 증가하게 되어 와도가 강해지면서 입추유속 진폭에 비례하여 항력의 평균값 뿐 아니라 항력과 양력의 진폭도 증가하였다. 그리고 실린더 뒷면의 와류 생성영역은 진폭에 비례하여 감소하였다. 진폭의 변화에 따라 상변화가 서로 상이한 것은 실린더 뒤쪽의 와류들이 상하면의 합력차이를 변화시켰고 이것이 진폭변화에 따라 상변화를 상이하게 나타나게 한 원인으로 진폭이 클수록 실린더 뒤쪽에서 압력변화가 심하게 변하면서 실린더 앞쪽까지 더 많은 영향을 미쳤기 때문이다.선원의 사용자에게 제공되는 최종방사능을 평가하는데 유용하게 사용될 수 있다.r의 분포를 보였다.cting the effect of earthquake on structures. This paper is based on the presented paper at the Bertero Symposium held in January 31an4 February 1 at Berkeley, California, USA which was entitled "Needs to Evaluate Real Seismic Performance of Buildings-Lessons from 1995 Hyogoken-Nambu Earthquake-". The lessons for buildings from the damage due to the Hyogoken-Nambu Earthquake are necessity to develop more rational seismic design codes based upon a performance-based design concept, and to evaluate seismic performance of existing buildings. In my keynote lecture at the Korean Association for Computational Structural Engineering, the history of seismic design and use of structural analysis in Japan, the lessons for buildings from the Hyogoken-Nambu Earthquake, the

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권5호
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• pp.631-644
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• 2012

Current seismic codes require from the seismically designed structures to be capable to withstand inelastic deformation. Many studies dealt with the development of different inelastic spectra with the aim to simplify the evaluation of inelastic deformation and performance of structures. Recently, the concept of inelastic spectra has been adopted in the global scheme of the performance-based seismic design through capacity-spectrum methods. In this paper, the median of the ductility demand ratio for 80 ground motions are presented for different levels of normalized yield strength, defined as the yield strength coefficient divided by the peak ground acceleration (PGA). The influence of the post-to-preyield stiffness ratio on the ductility demand is investigated. For fixed levels of normalized yield strength, the median ductility versus period plots demonstrated that they are independent of the earthquake magnitude and epicentral distance. Determined by regression analysis of the data, two design equations have been developed; one for the ductility demand as function of period, post-to-preyield stiffness ratio, and normalized yield strength, and the other for the inelastic deformation as function of period and peak ground acceleration valid for periods longer than 0.6 seconds. The equations are useful in estimating the ductility and inelastic deformation demands for structures in the preliminary design. It was found that the post-to-preyield stiffness has a negligible effect on the ductility factor if the yield strength coefficient is greater than the PGA of the design ground motion normalized by gravity.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권2호
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• pp.241-254
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• 2020

Using confined shape memory alloy (SMA) bar or plate, this study proposes an innovative self-centering damper. The damper is essentially properly machined SMA core, i.e., bar or plate, that encased in buckling-restrained device. To prove the design concept, cyclic loading tests were carried out. According to the test results, the damper exhibited desired flag-shape hysteretic behaviors upon both tension and compression actions, although asymmetric behavior is noted. Based on the experimental data, the hysteretic parameters that interested by seismic applications, such as the strength, stiffness, equivalent damping ratio and recentering capacity, are quantified. Processed in the Matlab/Simulink environment, a preliminary evaluation of the seismic control effect for this damper was conducted. The proposed damper was placed at the first story of a multi-story frame and then the original and controlled structures were subjected to earthquake excitations. The numerical outcome indicated the damper is effective in controlling seismic deformation demands. Besides, a companion SMA damper which represents a popular type in previous studies is also introduced in the analysis to further reveal the seismic control characteristics of the newly proposed damper. In current case, it was found that although the current SMA damper shows asymmetric tension-compression behavior, it successfully contributes comparable seismic control effect as those having symmetrical cyclic behavior. Additionally, the proposed damper even shows better global performance in controlling acceleration demands. Thus, this paper reduces the concern of using SMA dampers with asymmetric cyclic behavior to a certain degree.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2017

형상비(M/VD, shear span-depth ratio)가 4.5인 축소모형의 원형기둥 실험체 3개를 제작하였다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면은 원형이고 중공단면으로 제작되었다. 철근콘크리트 기둥 실험체의 단면 지름은 400 mm, 중공 지름은 200 mm이다. 일정한 축력 하에서 반복하중을 가력하는 준정적 실험을 수행하였다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비이다. 모든 실험체의 횡방향 나선철근 체적비는 소성힌지 구간에서 0.302~0.604%의 값을 갖는다. 이 값은 도로교설계기준에서 요구하는 최소 심부구속철근 요구량의 45.9~91.8%에 해당하며, 이는 내진 설계가 되지 않은 기존 교각이나 내진설계개념으로 설계되는 교각을 나타낸다. 본 연구의 최종목적은 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 균열거동, 하중-변위 이력곡선, 에너지 소산 능력, 등가점성감쇠비, 잔류변형, 유효강성 등 내진성능의 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이다. 본 논문에서는 실험결과를 통해 분석된 실험변수에 따른 실험결과들을 공칭강도, 비선형 모멘트-곡률 해석 결과, AASHTO LRFD 및 도로교설계기준(한계상태설계법)과 같은 기준들과 비교하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.125-128
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• 2008

오늘날 많은 연구기관에서 구조물 설계에 관한 연구가 수행되고 있는 가운데 내진분야에서 처음으로 구조물에 대한 성능기반설계에 대한 기본개념이 제시되었다. 이후 여러 연구기관에서 성능기반설계를 수행하기 위해 사용자와 설계자 간의 의사소통을 원활히 이루어지게 하기 위해 요구성능에 대한 기준을 정립를 하였다. 성능기반설계는 구조물이 위치하게 될 지역적 특성이나 구조물의 특성에 따라 구조물에 발생될 수 있는 위험에 대한 정확한 분석과 구조물에 대한 사회적 경제적 환경적 영향에 대한 분석을 통하여 구조물에 요구되는 요구성능에 맞추어 구조물을 설계하여 공용기간동안 구조물에 대한 안전을 보장하는 설계방법이다. 구조물에 대한 정확한 요구성능을 파악하기 위해 성능수준 및 성능목표에 대한 정의가 필요하여 본 연구에서 성능기반설계를 수행하기 위해 ATC-40(2002), FEMA-273(1997), Eurocode(1998)에서의 요구성능기준에 관한 기초자료를 조사하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.687-696
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• 2004

철근콘크리트 교각의 시공시 소성힌지구간에서 주철근 겹침이음은 내진성능면에서 바람직하지 않으나 불가피하게 시공되는 경우가 있었다. 특히, 1992년 도로교표준시방서의 내진설계 기준이 마련되기 이전에 설계 시공된 대부분의 철근콘크리트 교각은 소성힌지구간에 주철근을 겹침이음 하였으며, 이들은 휨에 대한 소성영역에서의 거동에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 직경 1.2m, 형상비 4.0의 휨파괴가 예상되는 비내진 및 한정연성시험체를 8기 제작하여 준정적(Quasi-Static)실험을 통한 철근콘크리트(RC) 교각의 소성힌지구간내의 주철근 겹침이음과 횡방향구속력이 내진성능에 미치는 영향을 평가하였다. 실험체의 변수로서는 $0\%,\;50\%,\;100\%$의 주철근 겹침이음, 2종류의 횡구속철근비 및 띠철근 형상을 선택하였다. 연구결과 주철근 겹침이음 정도에 따라 철근콘크리트 교각의 내진성능은 급격히 저하되었으며, 겹침이음이 없는 한정연성설계된 시험체의 경우 높은 내진성능을 발휘하였다. 연구결과에 따라 중저진지역에서 겹침이음된 주철근 교각의 내진성능을 위한 적절한 횡방향철근량을 제안하였다.

• 한국안전학회지
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• 제32권6호
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• pp.75-80
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• 2017

In this study, seismic performance of various types of valve supports in terms of flexural rigidity are evaluated by FEA using equivalent static load method. Flexural rigidity of the existing two types of valve supports can be effectively improved by simply adding one more bracket on the other side of support. New types of polygonal valve supports with a concept of fully stressed beam theory are suggested and it is verified that the new supports are rigid enough to withstand stronger earthquake which we should be prepared for.