보 붕괴형 메커니즘을 가지는 강구조 다층골조의 손상분포

오상훈,유홍식,문태섭 한국지진공학회 2005 한국지진공학회논문집 Vol.9 No.5

부재의 내력비, 강성비에 영향을 받는 다층 강구조 골조의 내진성능을 평가하기 위하여 내력비 및 강성비를 설계 파라메타로 하여 동적 비탄성 응답해석을 수행하였다. 해석 결과에 대한 분석을 통하여 내력비와 강성비의 변화폭이 큰 다층골조의 손상분포 예측식을 제안하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1) 보기둥 내력비 및 강성비가 작아질수록 1층의 기둥 주각부에서의 손상집중 현상이 크게 나타났다. 2) 보기둥 내력비 및 강성비를 고려하여 보붕괴형 강구조 다층골조의 손상분포를 예측할 수 있는 식을 제안하였으며, 예측식은 응답해석 결과와 좋은 대응을 보였다. 3) 본 연구에서 제안한 손상분포 예측식은 강접 및 반강접 보붕괴형 강구조 다층골조의 손상분포를 예측할 수 있을 것으로 판단된다. In order to evaluate the limit earthquake resistance of multi-story steel frames influenced by the strength and stiffness ratios of members, a series inelastic response analysis were carried out. From the analysis results, the damage distribution rules of multi-story steel frames were proposed. Conclusions are summarized as follows; 1)As the stiffness ratios of beam and column becomes small, the damage concentrates on the lower end of columns of the first story. 2) Considering the strength and stiffness ratios of the beam and column with weak beam type mechanism, the equations predicting the damage distribution of multi-story steel flames were proposed. 3) Through the equation which was supposed in this study, it is speculated that the damage distribution of the rigid or semirigid beam collapse type multi-story steel structure building can be predicted

RC 필로티 건축물의 내진성능에 관한 층간 강도비 및 강성비의 영향

문은철,백은림,이상호 한국콘크리트학회 2018 콘크리트학회논문집 Vol.30 No.6

필로티는 상부벽식, 하부골조로 이루어져있어, 필로티층이 연약층을 형성하게 되어 지진 발생시 심각한 피해를 입게된다. KBC2016에서는 필로티에 특별지진하중을 적용하도록 하고 있으며, 수직 불연속에 대하여 강도비 제한을 두고 있다. 하지만 현재의 기준은 지반조건, 강성비, 강도비에 따른 필로티의 내진성능을 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 지반조건, 강성비,강도비에 따른 저층 RC 필로티 건축물의 내진성능 및 지진응답특성을 조사한다. 해석 모델은 지반별 1경간 5층 RC 필로티 부분구조로 하며, 비선형 동적해석을 수행한다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 지반조건에 따라 소성률에 차이가 있다. 2) 강도비와 강성비가 증가할수록 응답변위가 감소하였다. 3) 강도비가 증가할수록 소성률은 감소하였으며, 강성비가 증가할수록 소성률은 감소하였다. 4) 탄성거동을 위한 강도비가 지반별로 차이가 있다.

합성형교의 외측강성 영향 평가

성기태(Sung Ki Tae),박영훈(Park Young Hoon),이승용(Lee Seung Yong) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 A Vol.28 No.2A

강성비를 이용한 합성형교 외측강성 영향 평가의 타당성을 평가하기 위하여 동일 강성비에서 거더 간격 변화에 따른 수정 계수를 해석적으로 분석하였으며, 강성비, 하중 형태, 거더 간격이 수정계수에 미치는 영향을 평가하였다. 현장재하시험 및 기존 설계법의 수정계수와 본 연구에서 분석된 수정계수를 비교한 결과 강성비를 이용한 외측강성 영향 평가가 가능한 것으로 판단된다. To analyzing the validity for using the stiffness ratio in evaluating edge stiffness effect of the composite girder bridges, modification factors are analyzed with changing girder spacing. The relation between stiffness ratio, loading type, girder spacing and modification factors is analyzed. From the results of comparing modification factors analyzed from the field loading test and the established design method with the modification factor analyzed from this study, it was concluded that evaluating the edge stiffness effect using stiffness ratio is possible.

Exo-type 감쇠시스템의 강성비와 감쇠장치의 항복비에 따른 라멘조 건물의 제진효과

허무원,이상현,천영수 한국구조물진단유지관리공학회 2015 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.19 No.5

본 논문에서는 효과적인 제진설계를 구현하기 위한 설계기술 개발의 일환으로 최근 제안된 Exo-type 감쇠시스템을 활용하여 15층과 20층의 연구 대상 건물을 대상으로 감쇠시스템의 최적 강성비와 적용된 감쇠장치의 최적 항복비에 따른 철근콘크리트 라멘조 건물의 제진 효과를 검토해 보았다. 해석결과, Exo-type 감쇠시스템을 3개층 적용 시에는 대상 건물 15층과 20층 모두 밑면전단력과 최상층 최대응답변위 감소라는 관점에서 유효한 제진효과를 얻기 위해서는 Exo-type 감쇠시스템과 대상 건물의 강성비는 7.0 이상 확보를 하여야 하며, 감쇠시스템에 적용된 감쇠장치의 항복비는 대상 건물의 층전단력의 약 8.0% 이상 확보할 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한, Exo-type 감쇠시스템을 5개층 적용 시에는 대상 건물 15층과 20층 모두 Exo-type 감쇠시스템과 대상 건물의 강성비는 2.5 이상 확보 하여야 하며, 감쇠시스템에 적용된 감쇠장치의 대상 건물의 층전단력의 약 3.5%이상 확보할 필요가 있는 것으로 나타났다. In this paper, the vibration control effect of the Exo-type damping system was investigated by applying the Kagome dampers to 15-story and 20-story frame structure apartment. A new Exo-type damping system composed of the dampers and supporting column was proposed in the previous work and numerical analysis were performed to investigate the effects of optimum stiffness ratio between controlled structure and supporting column, the size of damper and yield ratio of the damper. The numerical analysis results of a structure with Exo-type damping system up to the third story showed that the stiffness ratio should be higher than 7.0 and the damper device yield ratio be at least 8.0% (Vdamper/Vbase shear) to effectively reduce the base shear and the maximum drift of the uppermost story. When the Exo-type damping system was installed up to the fifth story, the stiffness ratio should be higher than 2.5 and damper device yield ratio needs to be at least 3.5% (Vdamper/Vbase shear) for obtaining the target performance.

Exo-type 감쇠시스템의 강성비와 감쇠장치의 항복비에 따른 라멘조 건물의 제진효과

허무원,이상현,천영수 한국구조물진단유지관리공학회 2015 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.19 No.5

In this paper, the vibration control effect of the Exo-type damping system was investigated by applying the Kagome dampers to 15-story and 20-story frame structure apartment. A new Exo-type damping system composed of the dampers and supporting column was proposed in the previous work and numerical analysis were performed to investigate the effects of optimum stiffness ratio between controlled structure and supporting column, the size of damper and yield ratio of the damper. The numerical analysis results of a structure with Exo-type damping system up to the third story showed that the stiffness ratio should be higher than 7.0 and the damper device yield ratio be at least 8.0% (Vdamper/Vbase shear) to effectively reduce the base shear and the maximum drift of the uppermost story. When the Exo-type damping system was installed up to the fifth story, the stiffness ratio should be higher than 2.5 and damper device yield ratio needs to be at least 3.5% (Vdamper/Vbase shear) for obtaining the target performance. 본 논문에서는 효과적인 제진설계를 구현하기 위한 설계기술 개발의 일환으로 최근 제안된 Exo-type 감쇠시스템을 활용하여 15층과 20층의 연구 대상 건물을 대상으로 감쇠시스템의 최적 강성비와 적용된 감쇠장치의 최적 항복비에 따른 철근콘크리트 라멘조 건물의 제진효과를 검토해 보았다. 해석결과, Exo-type 감쇠시스템을 3개층 적용 시에는 대상 건물 15층과 20층 모두 밑면전단력과 최상층 최대응답변위감소라는 관점에서 유효한 제진효과를 얻기 위해서는 Exo-type 감쇠시스템과 대상 건물의 강성비는 7.0 이상 확보를 하여야 하며, 감쇠시스템에 적용된 감쇠장치의 항복비는 대상 건물의 층전단력의 약 8.0% 이상 확보할 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한, Exo-type 감쇠시스템을 5개층 적용 시에는 대상 건물 15층과 20층 모두 Exo-type 감쇠시스템과 대상 건물의 강성비는 2.5 이상 확보 하여야 하며, 감쇠시스템에 적용된 감쇠장치의 대상 건물의 층전단력의 약 3.5%이상 확보할 필요가 있는 것으로 나타났다.

건축 강구조물의 초기 부재단면 설계 및 내진성능에 관한 연구

이상주,이동우,한상을,Lee, Sang-Ju,Lee, Dong-Woo,Han, Sang-Eul 한국공간구조학회 2006 한국공간구조학회지 Vol.6 No.1

내진 댐퍼 브레이스를 가진 강구조물은 브레이스가 지진입력에너지를 충분히 흡수함으로써 주요한 구성부재의 치명적인 피해를 현저하게 저감시키는 것이 가능하므로, 이 시스템 도입에 따른 거동특성 파악 및 적용성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 내진 댐퍼 브레이스를 가진 강구조물의 설계에 있어서는 구조물에 대한 브레이스의 강성비를 결정하여야 하며, 내진성능이 우수한 구조물을 설계하기 위해서는 강성비에 따른 구조물의 지진응답 특성을 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 소성설계에 기초하여 내진 댐퍼 브레이스의 수평 강성비에 따른 강구조물의 초기 부재단면를 설계하고, 지진응답해석을 수행하여 초기 부재단면 설계의 타당성 검토 및 동적거동 특성을 파악한다. An initial member sections of steel structures is selected by experience of expert building structural designers. And appropriate member section is designed by repeat calculation through structural analysis. Therefore an initial assumption of member section is necessary for saving the time for structural design and is important to acquire safety of building structures. Also brace damper are generally used to prevent or decrease stuctural damage by its hysteretic behavior in building structures subjected to strong earthquake. Based on plastic design, the initial section of members for architectural steel structures with hysteretic damper braces is presented and seismic effect of structural behavior by the ratio of damper stiffness to structural story stiffness is estimated in this paper.

재하 크기가 개단면 리브 보강판의 처짐에 미치는 영향

주석범,Chu, Seok Beom 한국강구조학회 2006 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.18 No.5

본 연구에서는 개단면 리브를 갖는 보강판에 대하여 재하 크기가 보강판의 처짐에 미치는 영향을 살펴보고, 직교이방성 강성비를 매개변수로 하여 이를 정형화하고자 하였다. 재하 크기에 따른 보강판의 처짐 양상을 살펴보기 위하여, 집중하중과 3가지 크기의 등분포 하중을 판의 중앙에 위치한 리브 위에 작용시켜 해석하였다. 여러 가지 보강판에 대한 분석 결과, 집중하중에 대한 분포하중의 중앙점 처짐 비율은 재하 크기가 작을수록 크게 나타남을 알 수 있었으며, 이러한 처짐 비율은 리브 간격별로 강성비의 함수로 표현할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 분포하중 작용시 보강판의 최대 처짐은 국부 처짐의 발생으로 중앙점이 아닌 위치에서 발생하며, 중앙점 처짐에 대한 최대 처짐의 증가 비율은 리브 간격별로 강성비의 함수로 표현할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 함수식을 직교이방성 판 해석에 적용한 결과 정확도의 향상을 나타내었으며, 또한 변장비 및 지지 조건이 다른 경우에 적용한 결과 타당한 결과를 나타내어, 본 연구에서 제안한 함수식을 이용하면, 직교이방성 판 해석시 간편하게 분포하중을 받는 보강판의 중앙점 처짐과 최대 처짐을 산정할 수 있을 것으로 판단된다. The objective of this study is to determine the effect of the loading size on displacements of stiffened plates with open ribs using the orthotropic rigidity ratio as the parameter. To analyze the displacement behavior of stiffened plates according to the loading size, a concentrated load and three types of uniform distributed loads were applied on the rib at the center of some plates. The results of the analysis of various stiffened plates show that the central displacement ratio of the distributed load to the concentrated load increased according to the decrease in the loading size, and that the ratio can be expressed as a function of the rigidity ratio for each rib space. The maximum displacement of the stiffened plate subjected to the distributed load did not appear at the center of the plate due to the local behavior, and the increasing ratio of the maximum displacement to the central displacement can be expressed as a function of the rigidity ratio for each rib space. Orthotropic plate analysis can achieve more accurate results using the proposed functions, and the application of the functions to examples of a different aspect ratio and support condition shows good accuracy. Therefore, using the functions proposed in this study, the central and maximum displacements can easily be achieved in the orthotropic plate analysis of stiffened plates subjected to the distributed load.

연약지반내 DCM 개량체의 특성이 지하차도의 안정성에 미치는 영향

안태봉(Ahn Tae-Bong) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 C Vol.30 No.2

연약지반에 지하차도의 기초로서 심층혼합처리공법을 적용하였다. 개량체는 실내배합실험으로 구한 배합비와 강도기준을 만족하는 치환율을 적용하였다. 개량체와 지반의 강성비 및 타설중심거리를 변화시키며 개량체와 지반에 발생한 응력 및 변위를 분석하였으며 지하차도의 부등침하에 미치는 영향을 분석하였다. 구조물의 침하기준과 부등침하를 만족하는 치환율은 10~35%이다. 강성비를 변화시킨 결과 강성비차가 30이상인 경우에는 응력집중 때문에 개량체에 769.2㎪까지 발생하여 기준을 초과한다. C.T.C가 5m인 경우에 지반으로 응력이 전이되어 응력이 커지기 때문에 설치간격을 고려하여야 한다. 복합지반강도 정수를 산정하여 수치해석 한 결과 연직침하는 0.6~1.56㎝, 각변위 1/909~1/510이다. In planning underground roadway foundation on soft ground, deep cement mixing method (DCM) is employed. The proper mixing ratio using batch test and replacement rates that meet strength criteria are used for deep cement mixing column. Stiffness ratio and distance between deep cement mixing columns (C.T.C) are varied to find out influences on stress, displacement, and differential settlement. The replacement ratios that meet settlement criteria are 10~35%. As stiffness varies, stress reaches at 769.㎪ that exceed criteria due to stress concentration when stiffness ratio difference is over 30. Also, when C.T.C is 5 m, stress spreads to soils, so C.T.C need to be considered carefully. The vertical displacement is 0.6~1.56 ㎝, and angular distortion is 1/909~1/510.

개단면 리브를 갖는 보강판에 대한 직교이방성 강성의 보정 방법

주석범,최영,Chu, Seok Beom,Choi, Young 한국강구조학회 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.2

In this paper, the modified method of orthotropic rigidities for stiffened plates with open ribs is proposed to solve the problem of the inaccurate results of the orthotropic plate analysis according to the dimensions of stiffened plates. In analyzing various types of stiffened plates with open ribs using the isotropic and orthotropic plate element, orthotropic plates are found to gave smaller maximum displacements compared to isotropic plates in a range that is smaller than the special rigidity ratio and reversely. Therefore, obtaining a more accurate solution of the orthotropic plate analysis requires modifying the orthotropic rigidities of stiffened plates according to the rigidity ratio. This study presents two modified methods using the displacement function and the displacement ratio. The application of the two methods improves the accuracy of the results of the orthotropic plate analysis, although the modified method using the displacement ratio is better than the method using the displacement function in terms of serviceability and safety. The comparison with the experimental example shows that the proposed modified method improves accuracy. Therefore, the orthotropic plate analysis of stiffened plates with open ribs can achieve more accurate results using the proposed method in this study. 본 연구에서는 보강판을 직교이방성 판으로 해석하는 경우 보강판의 제원에 따라 정확도에 큰 차이를 보이는 단점을 해결하기 위하여, 개단면 리브를 갖는 보강판에 대하여 직교이방성 강성을 보정하는 방법을 제안하였다. 여러 가지 보강판에 대하여 등방성 및 직교이방성 판 요소로 모델링하여 해석하고 최대 처짐을 비교한 결과, 특정 강성비를 중심으로 이보다 강성비가 작아질수록 직교이방성 판이 더 작은 처짐을, 이보다 커질수록 더 큰 처짐을 나타내어 정확도의 향상을 위해서는 강성비에 따른 직교이방성 강성 수정이 이루어져야 함을 알 수 있었다. 거동 분석을 토대로, 직교이방성 판의 처짐식과 판만의 처짐과 관련한 처짐 비율을 이용하는 두 가지 강성 수정 방법을 제안하였으며, 두 경우 모두 오차율 및 오차율의 분포폭이 크게 감소하여 정확도가 크게 향상되지만, 처짐 비율의 방법이 처짐식을 이용한 방법보다 사용성 및 안정성 측면에서 더 적절한 것으로 나타났다. 또한, 개단면 리브를 갖는 보강판을 직교이방성 판으로 해석하는 경우, 본 연구에서 제안한 강성 수정 방법을 사용하여 보강판의 직교이방성 휨강성을 보정하게 되면, 상당한 정확성의 증가로 보강판에 대한 간편하고 타당한 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

하중분배 계수를 적용한 비충전 강합성 바닥판 활하중 모멘트 산정

박영훈,김성훈,Park, Young hoon,Kim, Sung Hoon 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.6

강합성 바닥판은 두 방향의 휨 강성이 다르기 때문에 직교이방성의 성질을 가진다. 강합성 바닥판의 휨 강성비는 활하중 모멘트에 영향을 미친다. 비충전 강합성 바닥판의 휨 강성비는 메인 베아링 바 간격과 직접적인 관계를 가지고 있어 메인 베아링 바 간격과 형상비 영향이 고려된 하중분배 계수식에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 휨 강성비를 고려하는 AASHTO LRFD Bridge Design Specification에 의한 비충전 강합성 바닥판의 활하중 모멘트를 평가하고 비충전 강합성 바닥판의 하중분배 계수식을 제안하고자 한다. Because of the different flexural rigidity between longitudinal and transverse direction, orthotropic plate theory may be suitable for describing the behavior of composite deck. The ratio of flexural rigidity between longitudinal and transverse direction affects the live load moment. Because of the ratio of flexural rigidity of concrete unfilled steel grid deck has a direct relationship with main bearing bar spacing, it is concluded that the study for the distribution factor which is effected by main bearing bar spacing and aspect ratio is needed. In this study, evaluate the live load moment of concrete unfilled steel grid deck using the AASHTO LRFD Bridge Design Specification and presents the distribution coefficient equation for concrete unfilled steel grid deck.