최근 판상형 전단벽식 아파트 건물의 고층화와 필로티 설치는 지진발생시 벽량부족현상과 약층 및 연약층을 발생시켜 그 층에서 비탄성 거동이 집중되는 우려가 있다. 본 연구에서는 필로티를 갖는 철근콘크리트 전단벽식 건물에 대하여 FEMA 273과 ATC-40에서 제안하고 있는 성능평가기법을 이용하여 내진성능평가를 실시하고, 그 결과를 비교$\cdot$고찰하였다. 탄성해석을 이용한 내진성능평가 결과, 필로티와 층수에 따라 내진성능지수가 감소되는 것으로 나타났다. 전단벽식 구조물의 경우 강도, 즉 전단응력의 부족 현상이 전체 성능을 지배하고 있었으며, 특히 25층 이상의 경우 그 정도가 더욱 심한 것으로 나타났다. 특히 필로티가 있는 건물에서는 전단응력의 부족과 더불어 약층 및 층 중량 변화가 성능지수의 감소를 초래하고 있어 필로티가 없는 건물에 비하여 성능지수의 감소 경향이 더 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 능력스펙트럼을 이용한 비선형정적해석 결과, 층수가 증가하고 필로티가 있는 구조물일수록 성능점이 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 평가대상 건물들의 대부분 변형 특성은 인명안전수준에서 허용치를 만족하고 있는 것으로 나타났으나, 25층 이상의 경우 즉시거주 요구수준을 초과하는 것으로 나타났다.
Fragility analysis is widely used for the seismic safety evaluation of a structure. In fragility analysis, damage evaluation is a crucial factor. Most of the present fragility analyses use the representative responses such as displacement and absorbed hysteretic energy as a tool of damage evaluation. But damage evaluation method that can represent the local damage of a structure is required in the case of piers of which the local damage can cause the whole failure of bridge system. Therefore this study proposes a damage index, which can represent the distribution and magnitude of local damage by using the Lee and Fenves'plastic-damage model. Using the proposed damage index, fragility curves and damage probability matrix of pier are produced and fragility analysis is performed.
이 연구는 구조물의 내진성능평가와 관련하여, 기설구조물의 현재 상태에서의 구조손상을 추정하고, 이를 반영하여 내진성능을 평가하도록 하는 절차를 제안하였다. 구조손상 추정을 위해서는 역섭동법을 사용하였고, 역섭동법의 단점을 극복하기 위하여 부분구조법과 Tikhonov의 정규화 방법을 도입하였다. 손상된 구조물의 내진성능 평가를 위하여 구조물의 지진응답과 해당 구조물의 지진손상지수를 이용하였고, 제안 방법을 20층 예제구조물에 적용하여 손상추정 결과를 반영하는 것의 영향을 분석하였다.
Present study computes the ultimate bearing capacity of an embedded strip footing situated on the rock slope subjected to seismic loading. Influences of embedment depth of strip footing, horizontal seismic acceleration coefficient, rock slope angle, Geological Strength Index, normalized uniaxial compressive strength of rock mass, disturbance factor, and Hoek-Brown material constant are studied in detail. To perform the analysis, the lower bound finite element limit analysis method in combination with the semidefinite programming is utilized. From the results of the present study, it can be found that the magnitude of the bearing capacity factor reduces quite substantially with an increment in the seismic loading. In addition, with the increment in slope angle, further reduction in the value of the bearing capacity factor is observed. On the other hand, with an increment in the embedment depth, an increment in the value of the bearing capacity factor is found. Stress contours are presented to describe the combined failure mechanism of the footing-rock slope system in the presence of static as well as seismic loadings for the different embedment depths.
본 논문에서는 정량적인 지진 손상모델의 유도를 위해 먼저 지진 반복하중하에서 구조물 및 그들 요소에 대한 기존의 손상 모델들을 체계적으로 정리한 후 문제점을 평가하였다. 또한, 강한 지진과 같은 심한 반복가력을 받는 강구조 부재에 대한 파괴기준을 묘사하였으며, 강부재에 대한 새로운 지진 손상도 평가방법을 제안하였다. 이 손상모델은 극저 사이클 하중하에서 강부재에 대한 일련의 실험과 수치해석 연구로부터 얻어진 것이다. 본 연구에서 극저 사이클 하중은 큰 소성변형 영역안에서 5~20 사이클의 반복하중을 의미한다. 제안된 내진 손상평가 방법은 변형이 가장 심하게 집중된 단면에 있어서 국소 변형율의 이력에 초점을 맞추어 유도되었다.
To investigate and evaluate the seismic damage behaviors of steel reinforced recycled concrete (SRRC) filled circular steel tube composite columns, in this study, the cyclic loading tests of 11 composite columns was carried out by using the load-displacement joint control method. The seismic damage process, hysteretic curves and performance indexes of composite columns were observed and obtained. The effects of replacement rates of recycled coarse aggregate (RCA), diameter thickness ratio, axial compression ratio, profile steel ratio and section form of profile steel on the seismic damage behaviors of composite columns were also analyzed in detail. The results show that the failure model of columns is a typical bending failure under the combined action of horizontal loads and vertical loads, and the columns have good energy dissipation capacity and ductility. In addition, the replacement rates of RCA have a certain adverse effect on the seismic bearing capacity, energy consumption and ductility of columns. The seismic damage characteristics of composite columns are revealed according to the failure modes and hysteretic curves. A modified Park-Ang seismic damage model based on the maximum displacement and cumulative energy consumption was proposed, which can consider the adverse effect of RAC on the seismic damage of columns. On this basis, the performance levels of composite columns are divided into five categories, The interlayer displacement angle and damage index are used as the damage quantitative indicators of composite columns, and the displacement angle limits of composite columns at different performance levels under 80% assurance rate are calculated as 1/105, 1/85, 1/65, 1/28, and 1/25 respectively. On this basis, the damage index limits corresponding to each performance level are calculated as 0.045, 0.1, 0.48, 0.8, and 1.0 respectively. Finally, the corresponding relations among the performance levels, damage degrees, interlayer displacement angles and damage indexes of composite columns are established. The conclusions can provide reference for the seismic design of SRRC filled circular steel tube composite columns, it fills the vacancy in the research on seismic damage of steel reinforced recycled concrete (SRRC) filled circular steel tube composite columns.
최근 경주, 포항 등 국내에서 지진으로 인한 피해가 지속적으로 발생하면서, 우리나라가 더 이상 지진의 안전지대가 아니며 이에 대한 대비가 필요함을 알게 되는 계기가 되었다. 또한 내진설계 개념 도입 이전에 건설된 교량들은 적절한 보강 대책이 마련되지 않은 상태로 남아있는 실정으로 경제성과 구조적 안전성이 고려된 내진보강이 순차적으로 이루어져야한다. 기존 교량의 내진성능 예비평가는 교량이 위치한 지역의 지진세기를 고려한 지진도와 취약도 및 영향도를 고려하여 4개의 그룹으로 내진 그룹화하고 이를 통해 내진성능 상세평가를 위한 우선순위가 결정된다. 본 연구에서는 기존의 방법과 다르게 교량의 중요도와 취약조건, 도로교의 세부사항을 기준으로 선정하여 도로교의 내진 보강 우선순위를 결정하는 보다 간편하고 객관적인 알고리즘을 제안하고 이를 실제 교량에 적용하여 적합성을 확인하였다.
연구목적: 이 논문에서는 인천 해안 매립 지반에 대한 액상화 평가를 위하여 장주기의 Hachinohe 지진파와 단주기의 Ofunato 지진파에 대하여 ProShake 프로그램을 사용하여 지반응답해석을 수행하였다. 연구방법: 지반응답해석 결과와 수정 Seed and Idriss의 방법을 이용하여 액상화 평가를 수행하였다. 각 지점의 액상화 평가 결과를 대표할 수 있는 지표로 Iwasaki가 제시한 액상화 가능성 지수를 산정하였다. 또한, 액상화 구역도 작성을 위한 정량적인 지표로서 등가 액상화 안전율을 이용하였다. 연구결과: 이 논문에서는 액상화 가능지수와 등가 액상화 안전율을 이용하여 인천 해안 매립지역을 대상으로 액상화 구역도를 작성하였다. 결론: 구역도 작성 결과, 액상화 가능지수와 등가 액상화 안전율을 이용하여 작성된 구역도가 유사한 분포 형태를 보여 이 논문에서 제시한 액상화 구역도 작성 지표로 인천 해안 매립 지역의 액상화 구역도를 작성할 경우 이용에 편리할 것으로 판단된다.
The H/V ratio (Horizontal to Vertical spectral ratio) has been used to infer site amplification without previous knowledge of near-surface geology and in fact may provide useful general site condition information. This method is used to classify the site characteristics of seismic stations in Korea by comparison with known H/V ratios representative of various sites all over the world. In addition, differences between horizontal and vertical kappa values were evaluated for each seismic stations by comparing WV ratio and Weak Motion amplification derived from inversion of stochastic ground motion parameters and were used as index to quantitatively classify the site characteristics.
Beside the invaluable advancements in constructing more secure buildings, the post-earthquake inspections have reported considerable damages. In other words, the modern buildings satisfactorily decrease fatalities but the monetary impacts still mostly remain an unsolved concern of the stakeholders, the insurance companies and society together. Therefore, the fundamental target of the researches shifted from current force-based seismic design regulations to the Performance-Based earthquake engineering (PBEE). At the moment, some probabilistic approaches, such as PEER framework have been developed to predict the performance of building at any desired hazard levels. These procedures are so time-consuming, to which many details are needed to be assigned. It causes their usage to be limited. On that account, developing more straightforward methods seems indispensable. The main objective of the present paper is to adapt an equivalent static method in different damage states. Consequently, constant damage spectrums corresponding to different limit states, soil types, ductility and fundamental periods are plotted and tri-linear formulas are proposed for further applications. Moreover, the sensitivity of outcomes to the employed hysteresis model, ductility, viscous damping and site soil type is investigated. Finally, a case study building with moment-resisting R.C. frame is evaluated based on the both of new and current methods to ensure applicability of the proposed method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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