This study proposes a methodology for the regional seismic risk assessment of structural damage to buildings in Korea based on evaluating individual buildings, considering inconsistency between the administrative district border and grid lines to define seismic hazard. The accuracy of seismic hazards was enhanced by subdividing the current 2km-sized grids into ones with a smaller size. Considering the enhancement of the Korean seismic design code in 2005, existing seismic fragility functions for seismically designed buildings are revised by modifying the capacity spectrum according to the changes in seismic design load. A seismic risk index in building damage is defined using the total damaged floor area considering building size differences. The proposed seismic risk index was calculated for buildings in 29 administrative districts in 'A' city in Korea to validate the proposed assessment algorithm and risk index. In the validation procedure, sensitivity analysis was performed on the grid size, quantitative building damage measure, and seismic fragility function update.

In this paper, seismic performance evaluation was carried out for eight circular reinforced concrete columns designed seismically by KRTA[1]and KCI[8]. Primary design parameters for such columns included many longitudinal reinforcements, yield strength of reinforcements, the vertical spacing of spirals, aspect ratio, and axial force ratio. The test results showed that all the columns exhibited stable hysteretic and inelastic responses. Based on the test results, drift ratios corresponding to each damage state, such as initial yielding, initial cover spalling, initial core concrete crushing, buckling, and fracture of longitudinal reinforcement and final spalled region, were evaluated. Then, those ratios were compared with widely accepted damage limit states. The comparison revealed that the existing damage states were considerably conservative. This implies that additional research is required for the damage limit states of such columns designed seismically by current Korean design codes.

Current seismic fragility functions for buildings were developed by defining damage state threshold based on story drift concerning foreign references and using the capacity spectrum method based on spectral displacement. In this study, insufficient details and dependence on the core location of piloti-type buildings were not reflected in the fragility function because it was developed before the Pohang earthquake. In order to develop an improved one for piloti-type buildings, several types of core were selected, damage state threshold was determined based on the capacity of structural members, and three-dimensional analyses were utilized. As a result, seismic fragility functions based on spectral acceleration were developed for various core locations and different shear strengths of the column stirrup. The fragility of piloti-type buildings significantly varied according to core location, an additional single wall, and whether the contribution of column stirrup was included or not. To estimate fragility more reasonably, it is necessary to prepare the parameters to reflect actual state well.

This study examines the seismic failure of RC low-rise building structures having irregularities at the ground story during the 15 November 2017 Pohang, Korea, earthquake, Mw = 5.4, which is the second strongest since the government began monitoring them in 1978 in South Korea. Some 2,000 private houses were damaged or destroyed in this earthquake. Particularly, serious damage to the piloti story of RC low-rise residential building structures of fewer than five stories was observed within 3 km of the epicenter with brittle shear failure of columns and walls due to severe torsional behavior. Buildings below six stories constructed before 2005 did not have to comply with seismic design requirements, so confinement detailing of columns and walls also led to inadequate performance. However, some buildings constructed after 2005 were damaged at the flexible side of the piloti story due to the high torsional irregularity. Based on these results, this study focuses on the problems of the seismic torsion design approach in current building codes.

In this study, the seismic performance of concrete-steel composite moment frame structures equipped with seismic retrofitting systems such as seismic reinforcement, base isolators, and bracing members, which are typical earthquake damage mitigation systems, is evaluated through nonlinear dynamic analyses. A total of five frame models were designed and each frame model was developed for numerical analyses. A total of 80 ground acceleration data were used to perform the nonlinear dynamic analysis to measure ground shear force and roof displacement, and to evaluate the behavioral performance of each frame model by measuring inter-story drift ratios. The analysis results indicate that the retrofitting device of the base isolator make a significant contribution to generating relatively larger absolute displacement than other devices due to flexibility provided to interface between ground and column base. However, the occurrence of the inter-story drift ratio, which is a relative displacement that can detect the damage of the structure, is relatively small compared with other models. On the other hand, the seismic reinforced frame model enhanced with the steel plate at the lower part of the column was found to be the least efficient.

In this study, refined finite element (FE) analyses intended to evaluate the capacity of the existing water purification plant structures against seismic force are conducted with an aim to predict possibility generating tension crack and compression crushing. The FE models for three types of main plant structures were constructed to take ground condition, boundary condition, and water interaction into consideration for advanced simulation. The nonlinear dynamic analyses were performed by using ground motion data which have been used for seismic design. Both compression crushing and tention crack, which are distributed over concrete plant structures during peak ground acceleration (PGA), are investigated by analyzing failure possibility controlled with the strain limits. After observing FE analysis results, it is possible to predict tenstion cracking which can be found at some parts of the main structure.

This study mainly evaluate the aseismic performance of the existing intake tower structure, which is one of the national important infra structures, on the basis of the refined finite element (FE) analysis results. The realistic evaluation for structural damage was conducted by using the nonlinear material model that takes tension and compression strength of deteriorate concrete into consideration during FE modeling. In addition, not only tension crack but also compression crushing was analyzed by utilizing field contour functions provided in the program during nonlinear dynamic analyses when peak ground acceleration (PGA) occurred. After observing FE analysis results, it can be shown that the damage of the intake tower is the most likely to occur at the water level and the base support.

After the Gyeong-ju 9.12 earthquake, we found the necessity of seismic design of nonstructural element is important to reduce damages in view of properties and economic losses. This study focused on the investigation of damages including both properties and human beings. It was found that most of the damages are leaking of water pipe line, rupture of glasses, spalling of roof finishing, cracks of building, and falling from roof. It was also found that the seismic design force of nonstructural elements is taking account into the natural periods, amplification factors, response modification factors to forsee inelastic behaviors. From this studies, it is recommended that more studies are necessary on the seismic design force of nonstructural element.

The seismic evaluation of electric power facilities in the switchyard of nuclear power plants is currently insufficient. In order to evaluate the seismic performance of lightning arrester subjected to four types of earthquake (near- and far-fault earthquakes, NEHRP Site Class A&B and D earthquakes), seismic fragility analysis using maximum likelihood estimation is performed considering various damage states. The comparison of the seismic fragility curves for three main parts of lightning arrester that are the busing, anchor and steel frame, reveals that the failure of lightning arrester is governed by the bushing damage mode such as porcelain cracking.

본 연구에서는 항만 구역의 지진피해예측 평가체계를 구축하기 위해 필요한 지진피해예측 관련 시스템 및 내진설계 현황 및 항만구조물의 지진피해 사례를 조사하였으며, 더불어 주요 항만 구역의 구조물의 현황 및 특성을 조사, 분석하였다. 이를 토대로 지반 정보와 항만 구조물의 지진 취약도를 고려한 항만 구역(구조물)의 지진피해예측 간이 평가방안을 개발하였다.

구조물 내 설치된 파이프시스템은 주로 내부구성원들의 인간생활에 근간이 되는 기반시설로서 현대 도시생활의 생명선과 같은 역할을 한다. 이들 구조물 내 파이프시스템이 만약 지진발생에 의하여 손상될 경우 1차적으로 구조물 내 기능성이 저하되고 구조물 내 많은 정신적, 물질적 피해가 발생할 수 있다. 실제 내진공학에서 지진발생에 따른 비구조재요소의 거동은 크게 중요하게 고려되지 않으나 인적 및 물적 피해와 매우 밀접하게 연관되는 가스 혹은 수계파이프시스템에 대한 비구조적 요소의 거동예측 및 성능평가 연구는 보다 효과적인 구조물 유지관리를 위하여 그 필요성이 크다고 판단된다. 본 연구는 현재 일반적으로 널리 시공되어져 있는 노후 철근콘크리트 빌딩구조물 내 설치된 가스 혹은 수계파이프시스템에 대하여 실제 지진발생이 예측되는 거동을 살펴보고 이들 거동에 따른 성능평가 및 현 설계기준에 대한 검토도 병행하여 수행하고자 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 해석적으로 발생 가능한 총 10회의 지진파에 대하여 현재 실제 건물 내 기설치된 수계파이프시스템 모델링 및 해석을 통하여 그 결과를 검증, 평가하였으며 부가적으로 실제 발생 가능한 파괴유형 분석을 통하여 현 설치된 수계파이프시스템의 설계에 대한 적절한 내진보강방법에 대하여도 제안하고자 한다.

비정형 평면을 가진 건물의 추가적인 손상의 원인이 되는 비틀림과 비정형성의 척도인 편심과의 관계에 대한 많은 연구들이 진행되어 왔으나 손상도와 편심의 직접적인 관계에 대한 연구는 수행된 적이 거의 없다. 본 연구에서는 비정형 평면을 가진 건물의 복잡한 지진 응답에 적용할 수 있는 3차원 손상도 계수를 이용하여 건물의 손상도와 편심에 대한 정량적인 관계를 분석하였다. 이를 통해 건물의 편심이 커지면 최대변위는 줄어들지만 비틀림 거동이 증가하여, 손상의 집중으로 인해 전반적인 손상도 계수가 증가함이 관찰되었다. 또한, 2차원 주기가 비슷한 경우에는, 건물의 길이가 최대변위와 최대 비틀림에 미치는 영향이 작으며 이로 인해 전체 손상도 계수에도 그 영향이 미미한 것으로 관찰되었다. 해석 결과를 바탕으로 중약진 지역에서 편심의 크기가 10%, 20%, 30%인 단층 건물은 편심이 없는 건물에 비해서 각각 평균 3~5%, 13~18%, 33~47% 정도의 손상도 증가가 있을 것으로 분석하였다. 이와 같은 편심-손상도 관계는비정형 평면을 가진 건물의 내진 설계에 있어서 기본 구조 계획 수립과 내진 성능 평가에 유용한 자료가 될 것으로 생각된다.

지진피해를 입은 건물의 주된 관심사는 건물에 남아 있는 내진성능 및 여진에 대한 안전성을 판단하는데 있다. 따라서 지진피해를 입은 지역 사회의 조속한 복귀를 위해서는 건물의 잔존내진성능 평가방법을 확립해 두는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 무보강 조적채움벽체를 갖는 RC 건물의 잔존내진성능 평가방법 개발을 주목적으로, 전형적인 학교건물을 대상으로 축력레벨을 변수로 한 실스케일, 단층 1스팬 실험체를 제작하여 정적 반복가력실험을 실시하였다. 실험 중 잔존내진성능을 판정하는데 유용한 정보 중 하나인 잔류균열폭을 상세히 측정하였다. 본 논문에서는 잔류균열폭과 잔존내진성능과의 관계에 대해서 실험적, 해석적으로 검토하고 잔존내 진성능 평가를 위한 각 손상도 레벨에 대응하는 내진성능 저감계수를 제안한다.

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.

본 연구는 지진으로 인하여 발생한 건물의 피해액을 보다 객관적으로 예측 평가할 수 있는 ACM(Advanced Component Method) 개발 방법에 관한 것이다. ACM은 지금까지의 재래식 손실 평가방법에 사용된 구조 기술자들의 주관적인 관점과 전문가적 견해에서 탈피하여, 지진의 크기에 따른 구조형식이 각기 다른 건물들의 내진 성글 평가 기술에 바탕을 둔 지진 손실 평가 방법이다. 그 과정을 살펴보면 먼저 선별된 전형적인 건축 구조물에 대하여 비선형 정적 내진 해석인 pushover 해석을 실행하여 그들의 건물 능력도와 각 부재의 비선형 응답을 계산한다. 지진하중은 ADRS(Acceleration-Displacement Response Spectrum)의 응답 가속도와 응답 변위의 형태로 표현하여 이를 건물 능력도와 함께 능력 스펙트럼법(Capacity Spectrum Method) 기법을 이용하여 건물의 내진 성능점을 찾는다. 또한 전체 건물을 주요 구조체인 기둥, 보, 슬래브 등과 비구조체인 비내력 벽판, 외벽 장식용 요소 등을 각각 분리하여 건물 각 부재들의 지진 응답 변위에 따른 피해율을 산출한다. 이들 각 부재들의 피해는 그 부재들의 특성에 따른 적절한 보수보강기법과 그에 따른 비용산정 모델을 이용하여 각 부재의 금전적인 피해액으로 전환한다. 마지막으로 Monte Carlo기법을 이용하여 지금까지 얻은 건물의 응답과 각 부재들의 지진에 따른 피해율, 그리고 그 부재들의 비용산정 모델을 종합하여 전체 건물의 최종의 피해율을 얻는다. 특히, 현존하는 건물에 사용된 재료와 설계 가정 하중의 가변성에 따른 건물 거동에 대한 불확실성 등을 고려하기 위하여 Latin Hypercube 추출 기법을 사용하며, 마지막으로 본 연구의 사례평가를 위하여 과거 일어났던 지진 피해정보와 손실 자료들을 바탕으로 ACM방법과 재래식 방법을 이용한 건물 손실 평가 방법을 비교 분석하였다

본 논문에서는 다자유도계 구조물의 진동대 실험결과 분석에서 효율적인 지진손상도 평가 및 소성모형 추정을 목적으로, 계측결과를 각 부재별 소성이력으로 환산하고 이 소성이력에 대해 비선형 계수 추정법을 적용하는 다단계 방안을 연구하였다. 이때, 추정된 부재별 소성이력은 부재별 지진 손상도를 평가하는 지표로 활용될 수 있으며, 추정된 비선형 모형 계수를 이용하여 구축된 비선형 다자유도계 구조는 다양한 구조재해석의 모형으로 활용될 수 있다. 제시된 방법의 검증을 위해, 해석적 방법과 실험적 방법의 예제해석이 수행되었다. 예제해석 결과는 해석적 방법과 실험적 방법 모두에서 본 논문의 방법이 매우 효과적임을 보여 주고 있다.

본 연구에서는 지진하중을 받는 교량구조물의 동적거동을 보다 실제적으로 예측하기 위하여 받침의 손상여부는 물론 다양한 영향요소를 고려할 수 있는 이상화된 다자유도 교량해석모형을 개발하였으며, 이를 바탕으로 받침의 손상이 교량구조물의 지진응답에 미치는 영향을 분석하였다. 받침의 손상은 마찰요소를 이용한 단순화된 모형으로 고려하였으며, 발생가능한 받침의 손상조건에 따른 영향을 분석하기 위하여 다양한 마찰계수의 적용에 따른 교량구조물의 응답분포특성을 구하였다. 모의분석 결과로부터 받침손상의 고려여부 및 적용된 마찰계수에 따라 최대응답의 크기 및 발생위치가 서로 다르게 평가되었으며, 특히 교량구조물에서 낙교의 발생가능성이 큰 위치에서의 최대상대거리는 받침의 손상여부에 따라 상당한 영을 받는 것으로 나타났다. 그러나 최대응답의 증가량은 크지 않은 것으로 분석되었다. 그러므로 다경간 단순형 교량구조물에 있어서 받침의 손상에 따른 낙교의 발생가능성을 감소시키기 위한 부가적인 받침보강은 필요시 선택적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

연계논문에서는 철근콘크리트 교각의 지진손상 평가를 위한 비선형 유한요소해석 기법을 제시하였다. 이 논문에서는 철근콘크리트 교각의 이력거동의 예측에 근거한 손상지수를 제시하였다. 손상지수는 지진하중하의 철근콘크리트 교각의 손상을 수치적으로 정량화하는 방법으로서 제안되었다. 제안한 해석기법을 실험된 철근콘크리트 교각에 적용하였고 다른 연구자의 손상지수와 비교.분석하였다. 제안된 해석기법은 조사된 실험체에 대하여 하중단계에 따라 손상을 정확하게 예측하였다.