• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.139-145
• /
• 2018

아웃리거 시스템은 지진이나 풍하중에 의한 동적 응답을 줄이기 위하여 고층 건물의 횡방향 강성을 증가시키는데 널리 사용되고 있다. 풍하중과 지진하중의 동적 특성은 매우 다르기 때문에 스마트 진동 제어 시스템이 아웃리거 시스템과 함께 사용된다면 두 가지 동적 하중에 대해서 효과적으로 사용될 수 있을 것이다. 본 논문에서는 아웃리거 댐퍼 시스템 기반 멀티 해저드 적응형 스마트 구조 제어 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 스마트 아웃리거 댐퍼 시스템을 개발하기 위하여 MR 댐퍼를 사용하였다. 수치 해석을 위해 미국에 있는 LA, 찰스턴, 앵커리지의 세 도시에 대한 멀티 해저드 지진하중과 풍하중을 생성하였다. 스마트 아웃리거 댐퍼 시스템의 최적 설계를 위하여 MR 댐퍼 용량에 대한 파라메터 연구를 수행하였다. 유전자 알고리즘으로 최적화된 퍼지 논리 제어기를 이용하여 스마트 제어 알고리즘을 개발하였다. 해석결과를 통하여 아웃리거 댐퍼 시스템 기반 적응형 스마트 구조제어 시스템이 풍하중과 지진하중의 멀티 해저드에 대해서 우수한 제어성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제9권6호
• /
• pp.41-52
• /
• 2005

서울시 모델 구역의 건축물을 대상으로 가상 시나리오 지진에 의한 피해를 추정하였다. 다양한 주거 및 구조 특성을 대표할 수 있고 지반 증폭 효과를 고려할 수 있는 지역을 모델 구역으로 선정하였다. 모델 구역 내 건축물은 구조 형식에 따라 11 종류로 분류하였으며 HAZUS에서 제시한 값을 사용하여 역량 곡선(capacity curve)과 취약도 곡선(fragility curve)을 생성하였다. 가상 시나리오 지진의 지반 운동은 인공 지진 운동 생성 방법을 사용하여 생성하였으며 모델 구역을 표토층 두께에 따라 3개의 구역으로 나누고 지반응답해석을 수행하였다. 건축물의 피해 확률은 역량 스펙트럼 방법과 취약도 곡선을 사용하여 계산하였다. 최종적으로 GIS 데이터베이스를 활용하여 모델 구역 내 건축물의 전반적 피해 정도를 추정하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제76권6호
• /
• pp.751-763
• /
• 2020

Available records of recent earthquakes show that near-field earthquakes have different characteristics than far-field earthquakes. In general, most of these unique characteristics of near-fault records can be attributed to their forward directivity. This phenomenon causes the records of ground motion normal to the fault to entail pulses with long periods in the velocity time history. The energy of the earthquake is almost accumulated in these pulses causing large displacements and, accordingly, severe damages in the building. Damage to structures caused by past earthquakes raises the need to assess the chance of future earthquake damage. There are a variety of methods to evaluate building seismic vulnerabilities with different computational cost and accuracy. In the meantime, fragility curves, which defines the possibility of structural damage as a function of ground motion characteristics and design parameters, are more common. These curves express the percentage of probability that the structural response will exceed the allowable performance limit at different seismic intensities. This study aims to obtain the fragility curve for low- and mid-rise structures of reinforced concrete moment frames by incremental dynamic analysis (IDA). These frames were exposed to an ensemble of 18 ground motions (nine records near-faults and nine records far-faults). Finally, after the analysis, their fragility curves are obtained using the limit states provided by HAZUS-MH 2.1. The result shows the near-fault earthquakes can drastically influence the fragility curves of the 6-story building while it has a minimal impact on those of the 3-story building.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제2권4호
• /
• pp.377-396
• /
• 2011

In seismic design and structural assessment using the displacement-based approach, real structures are simplified into equivalent single-degree-of-freedom systems with equivalent properties, namely period and damping. In this work, equations for the optimal pair of equivalent properties are derived using statistical procedures on equivalent linearization and defined in terms of the ductility ratio and initial period of vibration. The modified Clough hysteretic model and 30 artificial accelerograms, compatible with the acceleration spectra for firm and soft soils, defined by the Japanese Design Specifications for Highway Bridges are used in the analysis. The results obtained with the proposed equations are verified and their limitations are discussed.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제23권4호
• /
• pp.337-345
• /
• 2019

This work resumes a research that proposes the use of the technique based on the dissipation energy of the shape memory alloy (SMA) ties. It focuses principally on the assessment of the effectiveness of the use of these smart materials on displacements, accelerations and the stresses of the minaret of the great mosque of Ajloun in Jordan. The 3-D finite element model of the minaret is performed by the ANSYS software. First of all, the proposed model is calibrated and validated according to the experimental results gathered from ambient vibration testing results. Then, a nonlinear transient analysis is considered, when the El-Centro earthquake is used as the input signal. Different simulating cases concerning the location, number and type of SMA devices are proposed in order to see their influence on the seismic response of the minaret. Hence, the results confirm the effectiveness of the proposed SMA device.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제47권5호
• /
• pp.587-599
• /
• 2023

The establishment of a hysteretic model which can accurately predict the hysteretic characteristics of the stud connection is of utmost importance for the seismic assessment of composite structures. In this paper, the Bouc-Wen-Baber-Noori(BWBN) model was adopted to describe the typical hysteretic characteristics of stud connections. Meanwhile, the Newton-Raphson iterative procedure and the Backward Euler method were used to determine the restoring force, and the Genetic Algorithm was employed to identify the parameters of the BWBN model based on the experimental data consisting of eight specimens. The accuracy of the identified parameters was demonstrated by comparison with the experimental data. Finally, prediction equations for the BWBN model parameters were developed in terms of the physical parameters of stud connections, which provides an approach to get the hysteretic response of stud connections conveniently.

• Computers and Concrete
• /
• 제8권1호
• /
• pp.43-57
• /
• 2011

Force-deformation modelling of cracked reinforced concrete is essential for a displacement-based seismic assessment of structures and can be achieved by fibre-element analysis of the cross-section of the major lateral resisting elements. The non-linear moment curvature relationship obtained from fibre-element analysis takes into account the significant effects of axial pre-compression and contributions by the longitudinal reinforcement. Whilst some specialised analysis packages possess the capability of incorporating fibre-elements into the modelling (e.g., RESPONSE 2000), implementation of the analysis on EXCEL is illustrated in this paper. The outcome of the analysis is the moment-curvature relationship of the wall cross-section, curvature at yield and at damage control limit states specified by the user. Few software platforms can compete with EXCEL in terms of its transparencies, versatility and familiarity to the computer users. The program has the capability of handling arbitrary cross-sections that are without an axis of symmetry. Application of the program is illustrated with examples of typical cross-sections of structural walls. The calculated limiting curvature for the considered cross-sections were used to construct displacement profiles up the height of the wall for comparison with the seismically induced displacement demand.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.101-112
• /
• 2002

본 연구에서는 진동하중을 받는 지반의 교란정도차이를 통해 액상화 거동을 규명하는 교란상태개념에 기초하여 제안된 액상화 평가법의 타당성을 비교실험을 통하여 검증하였다. 제안된 평가법의 타당성 검토를 위해, 실내진동시험을 토대로 소산에너지 개념에 기초한 해석결과와 비교하였다. 또한, 불규칙한 지진의 시간이력 전부를 고려하는 제안된 평가법의 특성을 분석하기 위하여 임의의 해석대상지반에 대해 2가지 형태의 실지진 시간이력을 입력한 지진 응답해석을 토대로 액상화 평가를 수행하였으며 이용된 액상화 평가법은 Seed의 경험적 평가방법(Seed등, 1971)을 국내 실정에 부합되도록 수정보완한 방법(김수일 등, 2000)으로 우리나라 해양수산부 주관으로 편찬된 $\ulcorner$항만 및 어항시설의 내진설계 표준서$\lrcorner$에 인용된 방법이다. 액상화 저항특성에 관한 타당성 검토결과, 제안된 평가법과 소산에너지 개념에 기초한 해석결과가 과잉간극수압의 누적으로 발생되는 액상화 현상을 신뢰성 높게 표현하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 액상화 평가예를 통해 제안된 평가법에서의 지진력 고려에 대한 특성을 분석한 결과, 제안된 평가법에서는 실지진 시간이력에 대한 지진응답해석을 통해 최대가속도, 탁월주파수, 진동형태, 지속시간 등으로 표현되는 지진특성을 합리적으로 고려되고 있는 반면, 지진에 의한 등가전단음력 산정시 등가의 최대값을 이용하는 액상화 상세예측의 경우, 지진응답해석의 지반 내 지진증폭현상을 단순히 최대가속도만으로 표현함으로써 불규칙한 가속도가 연속재하되는 지진특성을 충분히 반영하지 못하는 것으로 나타났다. 연구결과, 제안된 평가법은 실내진동시험의 수행 및 실지진 시간이력 전부에 대한 고려를 포함하고 있으므로 이를 기초로 한 액상화 평가가 신뢰성이 높다고 판단된다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제17권5호
• /
• pp.511-519
• /
• 2019

The concrete gravity dam is one of the most important parts of the nation's infrastructure. Besides the benefits, the dam also has some potentially catastrophic disasters related to the life of citizens directly. During the lifetime of service, some degradations in a dam may occur as consequences of operating conditions, environmental aspects and deterioration in materials from natural causes, especially from dynamic loads. Cumulative Absolute Velocity (CAV) plays a key role to assess the operational condition of a structure under seismic hazard. In previous researches, CAV is normally used in Nuclear Power Plant (NPP) fields, but there are no particular criteria or studies that have been made on dam structure. This paper presents a method to calculate the limitation of CAV for the Bohyeonsan Dam in Korea, where the critical Peak Ground Acceleration (PGA) is estimated from twelve sets of selected earthquakes based on High Confidence of Low Probability of Failure (HCLPF). HCLPF point denotes 5% damage probability with 95% confidence level in the fragility curve, and the corresponding PGA expresses the crucial acceleration of this dam. For determining the status of the dam, a 2D finite element model is simulated by ABAQUS. At first, the dam's parameters are optimized by the Minitab tool using the method of Central Composite Design (CCD) for increasing model reliability. Then the Response Surface Methodology (RSM) is used for updating the model and the optimization is implemented from the selected model parameters. Finally, the recorded response of the concrete gravity dam is compared against the results obtained from solving the numerical model for identifying the physical condition of the structure.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.171-185
• /
• 2006

응답면기법, 유한요소법, 일차신뢰도법 그리고 반복 선형보간기법을 합리적으로 결합한 정교한 신뢰성해석 기법이 지진하중을 포함하는 단기 동적하중을 받는 복잡한 실제 비선형 동적구조계의 신뢰성 평가를 위하여 제안되었다. 기법은 하중 및 저항과 관련된 랜덤변수의 비선형성과 불확실성의 모든 중요 원천을 명시적으로 고려한다. 본 기법의 특징은 전통적 랜덤진동방법의 대안으로서 지진하중을 시간영역에서 적용하는 것이다. 실제 강프레임의 연결부에 대한 유연성을 표현하기 위하여 4-매개변수 리차드 모델을 사용하였다. 리차드 매개변수의 불확실성에 대한 고려도 알고리즘에 포함하였다. 다음으로 횡방향으로 유연한 강프레임을 철근콘크리트 전단벽으로 보강하였다. 균열 발생 후 전단벽에서의 강도저감 또한 고려되었다. 강절 연결부를 갖는 횡방향으로 유연한 강프레임, 각기 다른 강성의 부분강절 연결부를 갖는 강프레임, 그리고 콘크리트 전단벽으로 보강된 강프레임의 세 구조물을 고려함으로써 실제 구조물의 신뢰성평가를 위한 기법의 적용성을 검증하였다.