설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진파의 작성과 응답특성의 분석

전대한,강호근 대한건축학회 2006 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.22 No.5

This paper deals with a generation of artificial earthquake wave compatible with design spectrum. In seismic response analysis of building structures, the input ground accelerations have considerable effect on dynamic characteristics of structures. The artificial earthquake wave are generated according to the previously recorded earthquake waves in past earthquake events. It is appointed that the artificial wave have identical phase angles to the recorded earthquake wave, and their overall response spectra are compatible with seismic design spectrum with 5% critical viscous damping. Each artificial earthquake wave has a identical phase angles to the original recorded ground acceleration, and match to design response spectra in the range of period from 0.02 to 10.0 seconds. It was concluded that the artificial earthquake waves simulated in this paper are applicable as input ground motions for a seismic response analysis of building structures.

설계용 탄성응답스펙트럼으로 규준화된 인공지진동과 기록지진동의 비선형 지진응답

전대한,강병두,김재웅 한국지진공학회 2011 한국지진공학회논문집 Vol.15 No.5

비선형 시간이력응답해석에서 입력지진동은 구조물의 탄소성 지진응답을 결정짓는 중요한 요소이다. 시간이력해석에 사용되는 기록지진동파형은 지진발생 메카니즘, 전달경로, 지반의 성질에 따른 여러 가지 인자가 복잡하게 관련되어 있기 때문에 구조물의 지진응답해석에 사용될 일반성을 갖는 입력지진동을 선정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 본 논문은 실무에서 내진설계용 지진동으로 가장 선호하지 않는 입력지진동을 선정하여 인공지진동파형을 작성하였다. 인공지진동은 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 감쇠정수 h=5%일 때의 설계용 스펙트럼과 거의 일치하도록 작성되었다. 기록지지동과 인공지진동을 입력한 1자유도계의 탄성 및 탄소성 지진 응답해석을 수행하여 탄소성 응답스펙트럼 및 입력에너지 응답 특성을 분석하였다. 본 연구에서 작성된 인공지진동은 건축구조물의 탄소성 지진응답해석용 입력지진동으로 충분히 타당성이 있다고 사료된다. In the nonlinear response history analysis of building structures, the input ground accelerations have considerable effect on the nonlinear response characteristics of structural systems. As the properties of the ground motion, using time history analysis, are interrelated with many factors such as the fault mechanism, the seismic wave propagation from source to site, and the amplification characteristics of the soil, it is difficult to properly select the input ground motions for seismic response analysis. In this paper, the most unfavourable real seismic design ground motions were selected as input motions. The artificial earthquake waves were generated according to these earthquake events. The artificial waves have identical phase angles to the recorded earthquake waves, and their overall response spectra are compatible with the seismic design spectrum with 5% of critical viscous damping. It is concluded that the artificial earthquake waves simulated in this paper are applicable as input ground motions for a seismic response analysis of building structures.

설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동을 입력한 철근콘크리트 구조물의 지진응답 특성의 고찰

전대한,강호근 한국지진공학회 2008 한국지진공학회논문집 Vol.12 No.1

건축물의 지진응답해석에서 입력지진동은 구조물의 비선형 응답에 중요한 영향을 미치는 요소이다. 지진동의 특성은 표층지반의 성질과 국부적인 지반 조건에 따른 여러 가지 인자에 의해 그 특성이 결정되기 때문에 구조물의 지진응답해석에서 일반성을 갖는 입력지진동을 선정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 본 논문은 내진설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동파형을 작성한 후, 작성된 인공지진동에 의한 철근콘크리트 다층 골조구조물의 탄소성 응답특성을 분석한 것이다. 여기서 작성된 인공지진동파형은 과거 비교적 큰 규모의 지진에서 얻어진 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 감쇠정수 h=5%일 때의 내진설계용 스펙트럼과 거의 일치하도록 작성하였다. 입력지진동의 탄성 가속도 응답스펙트럼이 동일한반면, 각 입력지진동띄 위상특성이 다른 인공지진동을 입력하여 다자유도 골조 구조물의 지진응답을 분석하여 건축물의 내진설계용 지진동으로서 타당성을 확인하는 것이 목적이다. 본 논문에서 작성된 인공지진동은 기록지진동에 비해 지진응답치가 안정된 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 다층 골조구조물의 비선형 지진응답해석용 입력지진동으로 타당성이 높다고 사료되며, 비선형 지진응답해석용 입력지진동의 강도를 탄성 가속도 응답스펙트럼으로 규준화 하는 것이 합리적이라고 사료된다. In seismic response analysis of building structures, the input ground accelerations have considerable effect on the nonlinear response characteristics of structures. The characteristics of soil and the locality of the site where those ground motions were recorded affect on the contents of earthquake waves. Therefore, it is difficult to select appropriate input ground motions for seismic response analysis. This study describes a generation of artificial earthquake wave compatible with seismic design spectrum, and also evaluates the seismic response values of multistory reinforced concrete structures by the simulated earthquake motions. The artificial earthquake wave are generated according to the previously recorded earthquake waves in past major earthquake events. The artificial wave have identical phase angles to the recorded earthquake wave, and their overall response spectra are compatible with seismic design spectrum with 5% critical viscous damping. The input ground motions applied to this study have identical elastic acceleration response spectra, but have different phase angles. The purpose of this study is to investigate their validity as input ground motion for nonlinear seismic response analysis. As expected, the response quantifies by simulated earthquake waves present better stable than those by real recording of ground motion. It was concluded that the artificial earthquake waves generated in this paper are applicable as input ground motions for a seismic response analysis of building structures. It was also found that strength of input ground motions for seismic analysis are suitable to be normalize as elastic acceleration spectra.

설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진파에 의한 비선형 응답 특성의 분석

전대한,강병두,김재웅 한국지진공학회 2006 한국지진공학회논문집 Vol.10 No.5

건축구조물의 비선형 지진응답해석에서 입력지진동은 구조물의 탄소성 지진응답을 좌우하는 중요한 요소이다. 지진동파형은 지진발생과 전파경로에 따른 여러 가지 인자에 의해 그 특성이 결정되기 때문에 구조물의 지진응답해석에서 일반성을 갖는 입력지진동을 선정하는 것은 매우 어려운 문제이다. 본 논문은 내진설계용 스펙트럼에 대응하는 인공지진동파형을 작성한 후, 작성된 인공지진동에 대한 탄소성 응답스펙트럼 특성을 분석한 것이다. 여기서 작성된 인공지진동파형은 과거의 지진에서 얻어진 기록지진동파형을 이용하여 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 감쇠정수 h=5%일 때의 내진설계용 스펙트럼과 거의 일치하도록 작성되었다. 작성된 인공지진동은 원 기록지진동과 동일한 위상각을 가지며, 주기 T=0.02{\sim}10.0sec 범위에서 설계용 스펙트럼과 매우 근접하게 작성되었다. 인공지진동을 입력한 1자유도계의 탄성 및 탄소성 지진응답해석을 수행하여 탄소성 응답스펙트럼 및 탄소성 응답특성을 분석하였다. 본 논문에서 작성된 인공지진동은 건축구조물의 탄소성 지진응답해석용 입력지진동으로 충분히 타당성이 있다고 사료된다. In seismic response analysis of building structures, the input ground accelerations have considerable effect on the nonlinear response characteristics of structures. The characteristics of soil and the locality of the site where those ground motions were recorded affect on the contents of earthquake waves. Therefore, it is difficult to select appropriate input ground motions for seismic response analysis. This study describes a generation of artificial earthquake wave compatible with seismic design spectrum, and also evaluates the nonlinear response spectra by the simulated earthquake motions. The artificial earthquake wave are generated according to the previously recorded earthquake waves in past earthquake events. The artificial wave have identical phase angles to the recorded earthquake wave, and their overall response spectra are compatible with seismic design spectrum with 5% critical viscous damping. Each simulated earthquake wave has a identical phase angles to the original recorded ground acceleration, and match to design spectra in the range of period from 0.02 to 10.0 seconds. The seismic response analysis is performed to examine the nonlinear response characteristics of SDOF system subjected to the simulated earthquake waves. It was concluded that the artificial earthquake waves simulated in this paper are applicable as input ground motions for a seismic response analysis of building structures.

일본의 개정 건축기준법과 한계내력계산법의 소개

전대한 한국전산구조공학회 2001 전산구조공학 Vol.14 No.4

필로티 R/C 건물의 구조설계에서 본 구조특성 조사 연구 - 부산지역에서 신축된 건물을 중심으로 -

전대한 대한건축학회지회연합회 2018 대한건축학회연합논문집 Vol.20 No.2

필로티형 건물은 도심지의 상업 겸용 주거건물의 주차장 확보를 위해 대도시에서 많이 건설되고 있는 대표적인 주거건물이다. 2017년 10월 포항지진에서 필로티 구조물의 지진피해가 두드러지게 나타났다. 현재 국내에서 설계되고 있는 필로티 건물은 지진하중이 지배적인 하중이며, 동적 모드해석에 의해 비틀림이 심하게 발생하고 수직비정형의 영향으로 내진성능은 매우 취약한 것으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 구조설계가 완료되어 건축 허가된 필로티 건물의 구조설계 현황을 조사하여, 구조설계에 적용된 내진설계 자료를 파악하는 것이 목적이다. 본 연구에서 사용된 구조설계 데이터는 2016~2017년 부산지역에서 건축 허가된 중, 저층 필로티 건물이다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1)국내에서 설계되고 있는 필로티구조의 단위면적당 중량은 15~25kN/m2로 나타났다. 2)등가정적해석의 근사고유주기와 동적모드해석의 1차고유주기는 편차가 매우 큰 것을 알 수 있다. 3)지진응답계수는 동일 고유주기 건물에서 편차는 상당히 큰 것을 알 수 있었다. 4)설계용 지진하중을 결정하는 보정 지진응답계수는 1.0~1.9정도의 범위에 있다. The piloti-type R/C building is a typical residential building that is being built in large urban area in order to install the parking lot of commercial residential building in downtown area. In October of 2017, earthquake damage of piloti-type structure was considerably observed in Pohang Earthquake of Korea. It is recognized that the seismic load is the predominant lateral load in the piloti-type buildings currently being designed in Korea, and the seismic performance is very weak due to the effect of vertical irregularity and the dynamic mode analysis leads to distortion. The purpose of this study is to investigate the structural design status of piloti-type buildings that have been approved for construction in Korea and to grasp the seismic design data applied to structural design. The structural design data used in this study is a medium and low-rise piloti-type building permitted in Busan area from 2016 to 2017. The results obtained in this study are as follows. 1) The weight per unit area of the piloti-type building designed in Korea is 15~25kN/m2. 2) It can be seen that the deviation between the approximate natural period used in the equivalent static analysis and the first natural period using the dynamic mode analysis is very large. 3) The deviation of the base shear force coefficient was considerably large even in the same height building. 4) The base shear scale factor to determine the design seismic load is in the range of 1.0~1.9.

정적 탄소성 해석에 의한 고층 벽식 아파트의 수평내력 검토

전대한,강호근,조한욱,이정원 한국지진공학회 1998 한국지진공학회논문집 Vol.2 No.4

본 연구에서는 등가 정적 지진하중을 받는 고층 벽식구조물의 거동을 파악하고자 탄소성해석을 수행하고 극한 수평내력을 평가하였다 해석 대상 건물로 현재 국내에서 분양되고 있는 두세대로 이루어진 25층 고층벽식 아파트 평면 형식을 선정하였다 3차원 정적 탄소성 입체 해석 프로그램(CANNY)을 이용하여 벽식 아파트 건물의 층별 초기 탄성강성 항복후 항복강성, 종국 내력 등을 평가한다 정적 탄소성 해석결과 해석대상 해석대상 아파트 건물의 항복내력은 설계용 등가 정적 지진하중의 1.6배 정도의 여유를 가지고 있음을 보여준다. The purpose of this study is to investigate static elastoplastic behaviour and estimate ultimate resistance capacity of a high-rise apartment shear wall system subjected to a vertical distribution of lateral loading along the height. A typical 25-story two unit plan apartment is selected as a representive model. For the analysis, the pushover analysis is adopted to estimate initial elastic stiffness, post-yielding stiffness and story shear yield resistance level on each story of the structure through three-dimensional nonlinear analysis program-CANNY. In the result of elastoplastic analysis, it is observed that the yield strength of building structures is 1.6 times larger than required lateral design strength.

모의지진동을 사용한 고층 건축물의 내진해석에서 탄소성 응답스펙트럼법의 적용

전대한 동서대학교부설연구소 1997 연구소 논문집 Vol.2 No.-

This paper examined various aspects of a linear and a nonlinear response spectrum method in seismic response analysis of biilding structures subjected tosimulated earthquake motions compatible design response spectra. The simulated motions has constant velocity response spectra with range of period from 0.5 to 5.0 seconds. The response spectrum method that has been widely used in seismic analysis of linear structures was proposed different mode superposition method by several ivestigators, and the differences between combination with an elastic modal analysis reviwed closely. It is the purpose of this paper to propose an alaternative method by means of which a nonlinear MIDOF structure with long period may be analysed by an extention of response spectrum method. For nonlinear seismic analysis of high-rise building structures using technique proposed in this study, it is intended to serve primarily as a tool in preliminary designs replace time history analysis.

벽식 구조물에서 전단벽의 탄소성 해석용 Marco 모델의 검토

전대한,양창진 대한건축학회지회연합회 2000 대한건축학회연합논문집 Vol.2 No.1

설계용 스펙트럼에 적합한 인공지진동의 에너지 응답특성의 평가

전대한,양창진,Jun, Dae-Han,Yang, Chang-Jin 대한건축학회 2012 대한건축학회논문집 Vol.28 No.5

It has long been recognized that energy input, absorption, and dissipation in seismic resistant design of structures are the most fundamental quantities controlling seismic performance. While the input energy($E_I$) is a reliable parameter for selecting the most demanding earthquake ground motion, it alone is not sufficient for proper seismic design of the structure. The importance of reliable estimation of the input energy of possible earthquake ground motions at the site of structure in order to select the proper design earthquake motion is emphasized. This paper discusses the characteristic of input energy concepts between the real recorded ground motion and the artificial ground motion in seismic resistant design of building structures. For long-period contents dominant earthquake ground motion, the input energy spectra are sensitive to the variation of the natural period of structures. It is concluded that the input energy quantities by the artificial ground motions used in this paper presented better stability than those by real recorded ground motions. Also, the artificial ground motions compatible with design spectrum are applicable as input ground motions for a seismic response analysis of building structures.