설치의 용이성과 경제성, 여러 다른 용도로의 전용 가능성, 유지보수의 용이성, 그리고 재동조의 편의성 등을 고려할 때 TLCD (Tuned Liquid Column Damper)는 기존에 건물의 응답제어에 많이 사용되는 TMD를 대체할 수 있는 감쇠장치라 할 수 있다. 본 논문에서는 TMD (Tuned Mass Damper)와 TLCD의 지진하중을 받는 구조물의 응답제어 성능평가에 관한 비교연구를 수행하였다. 성능비교분석 결과, 층간변위 제어성능에서는 TLCD가 TMD보다 우수한 성능을 보였고 가속도 제어성능에서는 서로 비슷한 것으로 나타났다. 또한 층간변위 제어에서는 저층에서 큰 제어성능을 발휘하고, 절대가속도 제어에서는 상층부에서 성능이 우수한 것으로 나타났다. 이것은 TLCD가 지진에 가장 문제가 되는 구조물의 안전성 및 거주자의 사용성에 있어서 효율적인 감쇠기라 할 수 있는 근거가 된다.

Current seismic design codes for building structures are based on the methods which can provide enough capacity to satisfy objected performance level and exactly evaluate the seismic performance of buildings. This paper is to suggest the method of inference of inelastic earthquake response obtained from MDOF system by equivalent SDOF system, and to prove the validity. The analysis results form simple model shows a good application possibility.

지반조건은 구조물의 지진거동에 매우 큰 영향을 미치고 성능에 기준한 내진설계에 중요한 요소이다. 이 논문에서는 지진에 의한 지반의 비선형성을 포함한 지반의 비선형성이 구조물의 탄성지진거동에 미치는 영향을 지반 구조물 일괄해석 유한요소법과 지반의 비선형성을 구현하기 위해 Ramberg-Osgood 토질모델에 대한 근사선형 반복해석법으로 연구하였다. 연구는 말뚝기초의 유무를 고려한 주기가 변하는 선형 단자유도계에 지표에서 기록된 1940년 EI Centre지진을 적용하여 수행하였다. 연구결과에 의하면 연약지반의 비선형 특성 영향이 구조물의 탄성 지진거동에 매우 중요하곡 성능에 기준한 지반의 비선형성을 고려한 구조물의 내진설계가 필요하다는 것을 잘 보여주고 있다.

Earthquake is a natural disaster accompanied by damage of human and properties caused by the ground motion, crustal movements, faults as well as tidal wave. The earthquake is known to occur mostly in earthquake-prone areas and the Korean Peninsula is known to be relatively safe in terms of geological characteristics. In order to withstand on severe environmental dynamic random load such as an earthquake, the large structure need to be designed to withstand the anticipated seismic tremor. The seismetic design is essential for building structures, bridges, and large structures which is handles explosive gases. Thus, the necessity of earthquake resistant analysis for large structure is growing and the capability of dynamic analysis should be obtained. In this thesis, dynamic responses of a high building(height 60m, width 18) which subjected to random earthquake load are presented which responses are derived using dynamic analysis methods such as response spectrum analysis, mode superposition and direct integration. Each results are also compared to review the merit of each methods.

강재 교각을 갖는 고가교량은 상부구조가 매우 큰 질량을 갖는 거대구조가 되고 규모가 큰 지진운동 하에서 대단히 큰 관성력을 받게 된다. 따라서 탄소성 동적응답 해석에 의해서 강재 교각의 지진거동을 파악하는 것이 필요하다 . 본 연구에서는, 탄소성 동적응답해석을 위한 합리적인 수치해석방법을 제시하고 이를 바탕으로 강재 교각에 대한 내진성 평가를 수행한다. 1995년 고베 지진 시 손상을 받은 강재 교각과 그 이후 재구축된 교각을 모델로 해서 국부좌굴 이전 소성화의 영향만을 고려한 강재 교각의 지진 거동을 파악한다. 입력지진파는 고베 지진시 관측된 Takatori 지진파이고 이를 가속도 진폭 조정하여 사용한다.

본 논문의 목적은 탄소성 지진 응답해석을 수행하여 고층 벽식 아파트의 내진성능을 평가하는 것이다 먼저 구조물을 3차원 입체 모델화 하여 정적 탄소성 해석을 수행하고 층강성 및 항복 충전단력을 평가한 후 그 결과를 이용하여 집준 질량계 모델을 사용한 시간 이력 지진 응답해석을 수행한다 탄소성 이력 모델로는 bi-linear 모델 및 Clough 모델을 입력 지진동파형으로는 4종류의 기록 지진동 띠 Centro 1940 NS, Taft 1952 EW Hachinohe 1968 NSm Kobe 1995 NS를 사용하고 입력 지진동의 강도는 최대 지반속도치 12Kine이 되도록 크기를 조절하여 입력한다 탄소성 지진응답 해석결과 고층 벽식 아파트는 진도 5정도의 지진동 크기에서 전층에소성 변형이 발생하여 취약한 내진성능을 보여준다.

지진하중을 받는 현수교의 기하비선형 거동특성을 분석하기 위하여 비선형 지진응답해석 알고리즘을 정립하고 그에 따른 전산프로그램을 개발하였다. 해석이론을 최근 시도되고 있는 자정식 현수교나 mono-duo 형식의 주케이블 형상을 갖는 독특한 현수교에 대해서는 적용가능하도록 유한요소법을 사용하였다. 입력지진은 장지간 교량의 다중지지효과를 고려하기 위하여 한 지점에서 다른쪽 지점으로 형상변화 없이 이동한다고 가정하였다. 하나의 mono-duo 자정식 현수교에 대하여 비선형 지진해석을 수생한 결과 예제의 교량이 비교적 단지간이어서 비선형 거동특성과 다중지지 효과가 두드러지게 나타나지는 않음을 확인할 수 있었다.

본 논문의 목적은 보-전단벽식 고층아파트의 단소성 지진응답해석을 수행하여 내진성능을 검토하는 것이다. 이를 위해 우선 구조물을 3차원 입체모델화하여 정적 탄소성해석을 수행하고 층 강성을 평가한 후, 그 결과를 이용하여 집중질량계모델을 사용한 시간이력 응답해석을 수행한다. 이때 탄소성 이력모델로는 modified Clough 모델을, 입력하중으로는 3종류의 기록 지진동 El-Centro 1940 NS, Taft 1952 EW, Hachinohe 1968 NS를 사용하되, 최대 지반가속도를 0.12g, 0.24g로 조절하여 사용한다. 해석모델로 장변 방향을 배치된 전단벽의 단면적이 단변의 0.5배이고, 동일한 평면을 가진 2세대가 일자형으로 배치된 25층의 아파트를 선정한다. 층간 변형각, 소성율등을 구하고 우리나라 및 미국, 일본의 내진규준에서 정하고 있는 제한사항과 비교검토한다.

데이터 병목현상 등의 이유로 대용량의 동적 데이터를 무선으로 계측하여 구조물 건전도 모니터링을 수행하는 데는 한계가 있다. 이에 선행연구에서는 압축센싱 기술인 CAFB(달팽이관-영감형 인공필터뱅크)를 개발하여 무선 압축센싱 성능을 실험적으로 평가하였다. 본 논문에서는 CAFB를 적용한 무선 계측시스템의 유효성 평가를 목적으로 Kobe 지진파형으로 최적화된 CAFB를 이용해 지진응답 실험을 진행하였다. 결과적으로 Kobe 지진파형으로 최적화한 CAFB로 수신한 무선 데이터는 64~91%의 압축률을 보였으며 99% 이상의 재건율로 무선 데이터를 획득하는데 효과적임을 확인하였다.

When conducting the seismic response analysis on a long elevated structure, if the transmitting boundary is set at both ends of the analysis region, there is a condition that the response becomes larger than in the case of the free boundary. In this research, we studied the influence of the effective duration time of earthquake motion on the maximum displacement amplitude of earthquake response and the response energy of earthquake when carrying out similar analysis using viscous boundary. As a result, it was confirmed that the correlation between the effective duration and the relationship between the viscous boundary and the maximum displacement amplitude ratio of the free boundary is low. On the other hand, for the relationship between the effective duration time and the response energy ratio between the viscous boundary and the free boundary, the variance was small and a certain correlation was confirmed.

This paper presents the seismic assessment of the effect of vertical ground motion on the three-story RC building with different geometric configurations considering the vertical-to-horizontal peak ground acceleration (V/H) ratio increases. The effects of a suite of earthquake ground motion records on three-story RC buildings are presented and the results are compared with the case of horizontal only excitation. Interstory drift was considered as a global failure criterion, while the curvature ductility and shear capacity of structural members were monitored to assess failure on a local level. The effect of vertical ground motion on axial force and shear capacity is also investigated.

In here, a Modified Diagrid Structural System (MDSS) has been proposed to compare with diagrid structural system, Regular Frame with Optimized Single Tuned Mass Damper (RFwOSTMD) system and Regular Frame without Optimized Single Tuned Mass Damper (RFwoOSTMD) system. To this aim, a rectangular reinforced cement concrete (R.C.C) building and a diagrid R.C.C multi-storey building were considered, and analyzed without controlling device, with optimized TMD, Diagrid Structural System (DSS), and MDSS. All of the models are investigated by using SAP2000. All of the buildings are analyzed and evaluated under El-centro earthquake. The response of proposed MDSS under earthquake is compared with the RFwoOSTMD, RFwOSTMD and DSS. The results show that the proposed MDSS is preferable than the DSS, as well as RFwOSTMD.

지진에 대한 재해 위험도를 평가할 때 재해에 대한 위험을 정량적으로 정의하고 대상 시스템이 재해에 어떻게 노출되어 있는지, 얼마나 취약하고, 재해에 대응할 수 있는 능력을 평가한다. 단순한 구조물의 피해가 아니라 대상 시스템이 재해에 대한 사회·경제적 영향을 고려할 수 있어야 한다. 본 연구는 서울을 대상 지역으로 사회·경제적 영향을 고려한 지진 재해 위험도를 산출하였다. 지진에 의한 시스템의 피해규모를 평가하기 위해서는 인명피해, 경제적 피해, 사회적 피해 등 다양한 형태로 나타나는 지진 재해의 영향을 정량화 할 수 있는 지표가 필요하다. 또한, 지진 재해 위험도를 평가하기 위해 기존의 간단한 위험요소의 특징을 이용한 방법보다 다양한 대내·외적 상황을 고려하였다. 지진 재해 위험도 평가를 위해서 구성체계를 4가지 주요소로 구성하였으며, 이는 위험요소, 노출요소, 취약요소, 대응 및 복구요소로 정의하였다. 4개의 주요소는 각각의 요소로 나누어 세분화하였고, 최종적으로 이를 정량화할 수 있는 세부 지표로 나타내었다. 각 지표는 Rossi and Gilmartin(1980)이 제안한 기준에 의해 맞도록 선정되었다. 주요소와 요소를 대표하는 지표들에 대한 가중치는 주관적인 방법과 객관적인 방법을 통합하여 산정하였고, 수학적 방법을 통해 최종 지진 재해 위험도를 도출하였다. 도출된 지진 재해 위험도를 통해 주요소 및 지표가 위험도에 미치는 영향을 평가하였다.

본 연구는 현재 소방방재청에서 운영하고 있는 지진재해대응시스템에 지반 물성을 고려한 지반재해위험도를 탑재하기 위한 방법론 및 활용방안에 대한 연구이다. 지진재해대응시스템은 기상청에서 수신된 지진정보로 진도분포도를 작성 후 이를 바탕으로 각 행정동 단위의 건축물, 인명, 파이프라인, 구조물의 피해추정을 산출한다. 하지만 이들 피해추정은 지반의 토층 두께만을 고려한 지반증폭률로 산출된 지반최대가속도로 추정된 값으로 지진에 의한 지반의 물성 변화에 따른 피해추정까지 고려된다면 보다 높은 신뢰성을 갖출 수 있다. 지반의 물성은 시추자료를 토대로 입도분포, 표준관입시험(SPT-N치)등의 정보를 수집하여 이를 바탕으로 지반의 물성 변화 즉, 지반 액상화 평가를 하여 지반재해위험도 지도를 작성한다. 지반재해위험도 지도는 지진시나리오별로 시추자료의 좌표점을 기준으로 액상화가능성지수(LPI, Liquefaction Potential Index)로 나타난다. 하지만 시추자료는 대부분 도심지 및 도로, 터널 등 토목공사를 위한 기초자료를 수집하기 위한 시추자료들로 그 외 산간지역이나 농업지역등은 시추자료가 존재하지 않아 시범지역을 모두 커버할 수 없다. 그렇기 때문에 자료가 없는 부분은 보간기법을 적용하여 수치적 해석방법을 수행해야 한다. 수치적 해석을 통해 작성된 지반재해위험도 지도를 현재의 지진재해대응시스템에 탑재함으로써 지진발생시 지반의 물성 변화에 따른 2차 피해 추정의 기초자료로 활용 할 수 있다.

일반적으로 건축물의 손상도평가 및 성능평가시 비선형 등가정적해석(Push-over Analysis)이 사용된다. 등가정적해석법은 지진하중을 등가의 정적하중으로 환산하여 정적해석을 수행하는 방법으로 각층을 변위제어로 가력하여 각층의 강성에 의한 복원력만이 산출하기 때문에 지진파와 같은 동적하중에 대한 건축물의 동적거동을 평가하기에는 곤란하다. 지진하중에 의한 건축물의 거동은 주기 및 강성의 변화에 따라 동적거동이 달라지며 반복적인 거동으로 같은 변위에서의 내력저하 현상도 발생하게 된다. 따라서 건축물의 동특성이 반영된 손상도평가 및 성능평가를 위한 역량스펙트럼은 동적거동을 평가할 수 있는 비선형 지진응답해석을 통하여 산출되어야한다. 본 연구에서는 질점계 비선형 지진응답해석을 수행하여 역량스펙트럼을 도출한다. 도출된 역량스펙트럼을 등가정적해석과 비교하여 질점계 비선형 지진응답해석이 고차모드 및 층별 동특성의 영향을 고려하고 있음을 확인하고자 한다. 또한, 질점계 비선형 지진응답해석과 등가정적해석을 3차원 해석에 의한 결과와 비교·검토하여 질점계 비선형 지진응답해석과 등가정적해석의 정밀도를 비교·분석하고자 한다.

지진재해는 사전예측이 불가능하고, 피해가 광범위하게 발생하기 때문에 이에 대한 체계적인 예방·대비·대응 등의 대책을 수립하고 일관성 있는 추진을 위해 지진재해대책법 제정이 필요하다. 1995년 고베지진을 계기로 지진방재종합대책이 최초로 수립 되었으나, 일본과 미국의 법률과 제정을 이용하고 있는 실정으로, 국내실정에 맞는 방안으로 몇 번의 수정을 거치다가 이번에 새로이 지진방재종합계획을 수립하게 되었다. 지진방재종합계획은 현재부터 2019년까지 중기 계획으로, 지진 · 지진해일 관측시스템, 내진설계 상위기준 설정, 시설물 내진대책 추진, 지진해일 대책, 대응 및 복구, 교육 및 훈련, 연구기능 강화 및 산업육성, 그리고 지진방재 기반구축 지원의 8개 분야로 이루어진다. 이러한 실정에 각 기관에서는 기관의 특성에 따라 종합계획을 준비하고 있다. 특히 내진설계분야에서 내진설계기준체계를 성능기준과, 기술기준으로 이원화 됨에 따라 주요시설물의 내진설계기준 적정성이 검토되어야 하며, 장기적인 관점에서 관리방안을 찾아야 한다. 이와 더불어 실제 지진발생시 이를 대응하기 위한 지진재해대응시스템이 구축되고 있는데, 이는 해일, 액상화 등과 같은 지진재해 발생 시 피해예측 및 감소화를 위한 방안으로의 연구가 진행되고 있다. 각 관측소 및 기상청과 연계하여 지진 발생 시 SNS 및 문자를 통한 통보 및 각 기관의 분석을 통하여 피해를 예측하고, 지진 발생 직후 긴급대응을 지원하는 System으로서 고속철도, 가스, 전기 등의 주요시설과 연계하여, 인명 및 경제피해를 최소화 하고자 하는 방안을 지진분야 여러 전문가들과 논의 하였다.

한반도는 지리적으로 주변국보다는 지진재해의 빈도가 비교적 적은 지역으로 인식되어 있지만, 지진 발생 빈도수가 점차 증가함에 따라 지진재난으로부터 국민의 생명과 재산을 보호하기 위한 방재대책이 필요한 시대적인 요구에 직면해 있다. 이를 대비한 시스템으로 현재 소방방재청에서는 지진재해대응시스템을 구축·운영 중이다. 이번 연구에서는 기존 지진재해대응시스템에 추가적으로 적용할 수 있는 지진재해로 인한 사회 경제적 피해예측 모델 적용을 위한 지진재해대응시스템의 방법론과 관련된 연구를 진행하고자 하였다. 피해예측 모델을 적용하기 위해서는 먼저 지진피해평가기법을 완성하여야 하는데, 이를 위해 지진기록 뿐만 아니라 지진피해에 대한 다양한 현장조사 기록 및 기초 자료들이 필요하다. 하지만 국내에는 이와 같은 기초자료서 활용가능 기본 데이터베이스의 구축이 자료의 양은 적지 않으나, 오래된 자료가 많고 이번 연구에 적용가능의 활용도가 떨어지는 경우가 많다. 지진재해대응시스템에 응용하기 위해 기초자료로서 사용되는 지진가속도자료 또는 토양층 정보, 전단파 속도자료 데이터베이스 정보 등을 선별하여, 최대지반가속도 또는 스펙트럴 가속도 등을 구하는 경험식에 적용하고자 하였다. 또한, 현재 소방방재청에서 진행 중인 지진가속도계측자료통합관리시스템의 산출물인 가속도 정보를 향후에 지진재해대응시스템의 기초자료로서 사용할 수 있는 방안을 설계단계에서 고려하는 연구를 진행 중이다. 이를 통해 해당분야의 적용연구에 대한 선행연구로 이용될 수 있을 것이다.

본 연구에서는 응답변위법을 이용한 지중구조물의 지진해석에 있어서 지반반력계수에 관한 기본 자료와 근거를 제공하는데 목적이 있다. 지반반력계수를 도로교 설계기준(2001), 지하공동구 내진설계기준(2004), 유한요소법으로 산출한 후, 비교․분석 하였다. 지반반력계수는 산정방법에 따라 도로교 설계기준에 비해 지하공동구 내진설계기준은 최대 4.55배, 유한요소법은 연직과 전단방향에 대해 각각 최대 3.24배와 2.00배 크게 산정되었으며, 단면력은 도로교 설계기준과 지하공동구 내진설계기준에 근거하여 구한 값이 정밀해석인 유한요소법으로 구한 값보다 전반적으로 크게 산출 되었다.