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RC기둥의 단순 모델링 기법과 PML 요소를 적용한 지반-구조물 상호작용 해석 KCI 등재

Soil-Structure Interaction Analysis through the Simplified Modeling of RC Columns and PML Element

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/443605
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한국전산구조공학회 논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)
한국전산구조공학회 (Computational Structural Engineering Institute of Korea)
초록

본 연구에서는 지반-구조물 상호작용(SSI, Soil-Structure Interaction) 해석에서 계산 효율성과 해석 정확성을 동시에 확보하기 위해 철근 콘크리트 기둥의 단순 모델링 기법과 PML(Perfectly Matched Layer) 요소를 결합한 방법을 제안하였다. 단순 모델링 기법은 상 세모델과 비교하였을 때 강성 및 고유진동수 차이가 1% 이내로 나타나 구조물의 정적 및 동적 거동을 효과적으로 모사할 수 있음을 확인하였다. PML 요소를 적용한 SSI 해석은 반무한지반 모델 대비 계산 영역을 1/5로 줄이고, 해석 시간을 7% 수준으로 단축하면서 도 기둥의 고유진동수가 동일하게 나타났다. 이를 통해 PML 요소가 계산 비용을 대폭 줄이면서도 해석 결과의 정확성을 유지할 수 있음을 확인하였다.

This study proposes a simplified modeling technique for use in combination with the perfectly matched layer (PML) element, aiming to improve computational efficiency and reliability in soil-structure interaction (SSI) analysis. The simplified model was validated against a detailed model with differences in stiffness and natural frequencies within 1%, confirming its accuracy in simulating static and dynamic responses. The SSI analysis was performed using semi-infinite and PML applied soil models. With the use of the PML element, the size of the soil domain was reduced to 1/5 of the semi-infinite model, which significantly reduced the analysis time to approximately 7% while maintaining identical natural frequencies. These results demonstrate the effectiveness of combining the simplified modeling technique and the PML element for efficient and reliable SSI analysis. Future work should explore its application to various structures and soil conditions.

목차
Abstract
1. 서 론
2. 철근 콘크리트 기둥의 단순 모델링 기법
    2.1 단순 모델의 구성 및 입력값 산정
    2.2 단순 모델의 적절성 검토
3. PML 요소를 적용한 지반 모델링
4. 지반-구조물 상호작용 해석
4. 결 론
감사의 글
References
요 지
저자
  • 장희나(단국대학교 토목환경공학과 석사과정) | Huina Jang (MS Student, Department of Civil and Environmental Engineering, Dankook University, Yongin, 16890, Korea)
  • 김영준(단국대학교 토목환경공학과 석사과정) | Yeongjun Kim (MS Student, Department of Civil and Environmental Engineering, Dankook University, Yongin, 16890, Korea)
  • 윤재용(단국대학교 토목환경공학과 석박사통합과정 수료) | Jaeyong Yoon (Ph.D. Candidate, Department of Civil and Environmental Engineering, Dankook University, Yongin, 16890, Korea)
  • 이정휘(단국대학교 토목환경공학과 교수) | Jungwhee Lee (Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Dankook University, Yongin, 16890, Korea) Corresponding author