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3차원 지반-구조물 상호작용해석을 위한 입방형 무한요소
서춘교,윤정방,김재민,Seo, Choon-Gyo,Yun, Chung-Bang,Kim, Jae-Min 한국전산구조공학회 2007 한국전산구조공학회논문집 Vol.20 No.1
본 논문은 다중 적층지반상의 지반-구조물 상호작용 해석을 위한 3차원 무한요소를 소개한다. 본 무한요소는 Cartesian 좌표계에서 정식화되었으며, 수평, 수평모서리, 수직, 수직 모서리 그리고 수평 수직 모서리 무한요소로서 총 5개의 무한요소로서 구성된다 적용한 형상함수 내부의 파동함수들은 적층지반의 파동문제를 효과적으로 모사하며 다중파동성분을 포함하고 있다. 본 요소의 성능을 검증하기 위하여 주파수영역에서 여러 가지 예제해석을 수행하였다. 균질 및 적층지반상 강체기초와 묻힌 케이슨 기초의 무차원 동적 거동(compliance & impedance)을 구하였으며, 기연구자들의 값과 비교 검토하였다. This paper presents 3D infinite elements for the elastodynamic problem with multi-layered half-space. Five different types of infinite elements are formulated by using approximate expressions of multiple wave components for the wave function in multi-layered soil media. They are horizontal, horizontal-corner, vortical, vertical-corner and vertical-horizontal-comer infinite elements. The elements can effectively be used for simulating wane radiation problems with multiple wave components. Numerical example analyses are presented for rigid disk, square footings and embedded footing on homogeneous and layered half-space. The numerical results show the effectiveness of the proposed infinite elements.
서춘교(Seo Choon-Gyo),윤정방(Yun Chung-Bang),김재민(Kim Jae-Min) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 A Vol.27 No.5A
본 연구에서는 적층지반상의 지반-구조물 상호작용 해석을 위한 새로운 3차원 무한요소를 제안하였다. 이 무한요소는 Cartesian 좌표계에서 정식화되었으며, 수평, 수직 그리고 모서리 무한요소로서 구성된다. 무한요소의 정식화를 위하여 유도한 변위형상함수는 무한 원역으로 방사되는 다중파동성분을 묘사하는 복소지수함수와 유한요소와 결합되는 단면의 거동을 나타내는 다항함수로 이루어졌다. 이 연구에서 제안하는 무한요소의 성능을 검증하기 위하여 주파수영역에서 여러 가지 예제해석을 수행하였다. 균질 및 적층지반상 정형 및 임의 형상의 강체기초와 묻힌 케이슨 기초의 무차원 동적 거동을 구하였으며, 다른 연구자들의 결과와 비교 검토하였다. This paper presents new three dimensional radial infinite elements for soil-structure-interaction problem in a multi-layered half-space. Three kinds of radial infinite elements, including horizontal, vertical and comer infinite elements, are developed in Cartesian coordinates using approximate wave propagation functions with multiple wave components. Numerical example analyses are presented for rigid arbitrarily shaped footings, and an embedded caisson on a homogeneous and layered half-space in frequency domain. The numerical results obtained show the effectiveness of the proposed infinite elements.
KIESSI-3D 프로그램을 이용한 대형 3차원 SSI 해석
이은행,김재민,서춘교,Lee, Eun-Haeng,Kim, Jae-Min,Seo, Choon-Gyo 한국전산구조공학회 2013 한국전산구조공학회논문집 Vol.26 No.6
단단한 암반이 아닌 지반에 건설된 구조물의 지진응답을 정확하게 평가하기 위해서는 지반-구조물 상호작용(SSI)의 영향을 고려하여야 한다. 최근에는 USNRC SRP 3.7.2와 같은 원전설계분야의 규제지침 강화로 인해 SSI 해석의 필요성이 증가되고 있다. 이 연구에서는 대형 3차원 SSI 해석에 KIESSI-3D 프로그램을 사용한 사례를 제시하고 해석시간 및 정확성에 대한 토의를 하였다. 이를 위하여 대형 3차원 구조물 예제에 대한 SSI 해석을 수행하고 해석결과와 해석시간을 ACS/SASSI 프로그램과 비교하였다. 비교결과 KIESSI-3D 프로그램과 ACS/SASSI 프로그램에 의해 구한 구조응답의 전달함수가 거의 동일함을 보여 KIESSI-3D 프로그램의 정확성을 확인할 수 있었다. 아울러 해석시간 측면에서는 다중 쓰레드를 사용한 KIESSI-3D 프로그램(8개 쓰레드)이 단일 쓰레드를 사용한 ACS/SASSI 프로그램 보다 약 30배~2000배 빠른 성능을 보였다. The soil-structure interaction(SSI) effect should be considered to accurately assess the seismic response of structure constructed on soft soil site other than the hard bedrock. Recently, the demand of SSI analysis has increased due to strengthening of the regulatory guidelines of nuclear power plant such as the USNRC SRP 3.7.2. In this study an accuracy and running time of the KIESSI-3D program for large-scale 3D SSI analysis were investigated. The seismic SSI analysis using the KIESSI-3D program was performed for several examples of large-scale three-dimensional soil-structure interaction system. The analysis results were compared with those of the ACS/SASSI program. Good agreements in transfer functions at selected locations showd that KIESSI-3D yields accurate solution for large-scale SSI problem. Moreover, it was found that running speed of the KIESSI-3D for large-scale 3D SSI analysis is much faster than that of the ACS/SASSI about 30~2000 times.
면진 원전구조물의 기초 유연성을 고려한 간략 비선형 SSI 해석법
김철민 ( Kim Chul Min ),이은행 ( Lee Eun Haeng ),서춘교 ( Seo Choon Gyo ),김재민 ( Kim Jae Min ) 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.1
This paper addresses simplified method for nonlinear soil-structure interactions (SSI) analysis of base-isolated nuclear power plant (NPP) structure under incident seismic waves. The accuracy and applicability of the method are evaluated by comparing with nonlinear time history responses obtained by the boundary reaction method (BRM).
남민준(Nam, Min-Jun),박승희(Park, Seung-Hee),김동준(Kim, Dong-Jun),윤종구(Yoon, Jong-Ku),서춘교(Seo, Choon-Gyo) 한국화재소방학회 2012 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2012 No.춘계
지진에 의한 2차 피해 중 화재로 인한 피해가 거의 대부분이다. 따라서, 소화설비의 내진설계는 반드시 필요하며 소화능력을 유지해야 한다. 본 연구에서는 진동대 실험을 통하여 스프링클러 설비의 내진성능을 평가하였다. 스프링클러 설비의 내진성능을 평가하기 위하여 일반 설비와 내진처리가 된 설비를 동시에 시공하여 그 성능을 평가하였다. 또한, 시설물의 거동특성을 파악하기 위하여 시설별 변위응답, 가속도 응답, 가속도 응답스펙트럼을 통하여 시설물에 대한 내진성능을 평가하였다.
진동시험에 의한 방파제 케이슨의 동특성 평가 및 수치해석 모델의 검증
이진학(Yi, Jin-Hak),박우선(Park, Woo-Sun),이소영(Lee, So-Young),김정태(Kim, Jeong-Tae),서춘교(Seo, Choon-Gyo) 한국해안해양공학회 2013 한국해안해양공학회 논문집 Vol.25 No.1
이 연구에서는 대형 항만시설물인 방파제 케이슨에 대한 진동특성 분석을 위한 충격진동시험 적용 결과를 분석하고, 그 결과를 유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 수치해석 결과와 비교하여 수치해석 모델의 적용 가능성을 검토하였다. 천단고를 높이기 이전의 오륙도 방파제에 대한 실험결과와 최근 천단고를 높인 이후의 방파제에 대한 실험결과와 비교하여 천단고를 높임으로써 고유주파수가 1.7-4.3% 감소되었음을 알 수 있었고, 수치해석 결과에서도 고유주파수가 감소되는 것으로 분석되어 진동시험 및 수치해석의 합리성을 검증할 수 있었다. In this study, impact vibration tests are applied to analyze the vibration characteristics of caisson-type breakwater, and the results obtained from vibration tests are compared with numerical simulation results considering fluid-soil-structure interaction effects to verify the feasibility of a numerical analysis model. It is found that natural frequencies are reduced as amount of 1.7-4.3% after additional parapet structure is added to increase the height of breakwater, and the same results was observed from the numerical simulation study. Through the comparison, it was verified that the vibration tests and numerical simulation study can be applied to evaluate the vibration characteristics of caisson-type breakwater.