In order to improve the seismic performance of structures, friction pendulum system (FPS) is the most commonly used seismic isolation device in addition to lead rubber bearing (LRB) in high seismicity area. In a nuclear power plant (NPP) with a large self weight, it is necessary to install a large number of seismic isolation devices, and the position of the center of rigidity varies depending on the arrangement of the seismic isolation devices. Due to the increase in the eccentricity, which is the difference between the center of gravity of the nuclear structure and the center of stiffness of the seismic isolators, an excessive seismic response may occur which could not be considered at the design stage. Three different types of eccentricity models (CASE 1, CASE 2, and CASE 3) were used for seismic response evaluation of seismically isolated NPP due to the increase of eccentricity (0%, 5%, 10%, 15%). The analytical model of the seismic isolation system was compared using the equivalent linear model and the bilinear model. From the results of the seismic response of the seismically isolated NPP with increasing eccentricity, it can be observed that the effect of eccentricity on the seismic response for the equivalent linear model is larger than that for the bilinear model.

결합 기반 페리다이나믹 모델은 취성재료의 동적파괴 해석에 많이 이용되고 있으며, 최근의 연구(Bobaru et al., 2012)를 통해 적층유리 구조물의 동적 파괴 패턴 분석에도 활용되었다. 특히 실험(Bless et al., 2010)에서 나타난 적층유리 구조물의 다양한 손상 형태(압축 영역, Floret, Hertz-type 균열 등)를 결합 기반 페리다이나믹 시뮬레이션을 이용하여 구현하였다. 그 러나 실제 적층 구조물은 각 유리판 사이를 탄성이 있는 층간 재료로 결합하는 반면, 기존의 페리다이나믹 수치 시뮬레이션 에서는 층간 재료 결합을 무시하고 각 유리판이 직접 결속되도록 가정하여 층간 재료 효과가 무시되었다. 본 연구에서는 페 리다이나믹 층간 재료 모델링을 통해 실제 적층 구조물에 보다 근접한 페리다이나믹 수치 해석 모델을 제안한다. 일반적으 로 층간 재료는 매우 얇기 때문에 층간 재료를 명시적으로 모델링할 경우 많은 해석시간과 메모리가 소모되어 비효율적이 다. 따라서 본 연구에서는 명시적 모델링을 대신하여 가상 절점을 통해 층간 재료를 모델링한다. 수치 예제를 통해 제안된 층간 재료 모델링의 효율성 및 정확성을 검토한다. 또한 압축 상태의 적층 구조물 해석을 위해 단거리 상호작용력에 기반한 투과 방지 기법을 도입하고 파라미터 테스트를 통해 검증한다.

국립공원에서는 도로로 인한 서식지 단절에 따른 야생동 물 로드킬을 저감시키기 위한 자료 확보를 위해 전국 17개 국립공원(설악산, 오대산, 소백산, 월악산, 속리산, 덕유산, 지리산, 계룡산, 경주, 내장산, 가야산, 주왕산, 태안해안, 치악산, 월출산, 변산반도, 무등산) 내 관통도로와 12개 생 태통로(한계령, 진고개, 월정사, 죽령, 지릅재, 밤치재, 버리 미기재, 신풍령, 시암재, 정령치 1, 정령치 2, 민목재)를 대상 으로 모니터링을 시행하고 있다. 그 중 소백산국립공원 죽 령생태통로는 2003년에 준공된 터널형 구조의 생태통로이 며 충청북도 단양군 대강면 용부원리에 위치해 있다. 왕복 2차선 도로 하부에 설치하였으며 2006년부터 지속적으로 야생동물(포유류, 조류, 양서·파충류) 이용현황을 모니터링 하고 있다. 생태통로 총 길이는 21m, 너비는 7.6m이며, 입 구 크기는 가로 7.65m, 세로 4.5m이다. 죽령 생태통로 내부 에는 야생동물의 이용현황을 모니터링 할 수 있도록 샌드트 랩(족적판)과 무인센서카메라가 있으며 야생동물의 이용률 을 증진시키기 위해 소형동물이동로(인공 구조물)와 은신 처(돌무더기, 볏짚), 미네럴블럭을 설치·관리 하고 있다. 그 중 소형동물(다람쥐, 청설모, 하늘다람쥐, 조류 등)의 이용 률을 향상시키기 위해 2015년 12월에 추가로 설치한 소형 동물이동로는 죽령생태통로 내부 양쪽 벽면에 목재로 제작 하였으며 높이는 약 1.3m 폭은 약 15cm이다. 본 연구는 소백산국립공원 죽령생태통로 내 설치한 소형동물이동로 가 소형동물 이용률 증진에 얼마나 기여하는지 효과성을 입증하기 위한 목적으로 수행하였다. 죽령생태통로 내 소형 동물이동로 설치전·후의 소형포유류(다람쥐, 청설모, 하늘 다람쥐) 이용률을 확인해 본 결과 설치 전인 2013년 2종 14회, 2014년은 2종 17회이었으며 설치시기인 2015년에는 2종 20회 이용하였다. 그리고 설치 이후인 2016년에는 3종 107회, 2017년 6월까지 3종 1,129회 소형포유류가 이용하 였다. 특히 멸종위기야생생물Ⅱ급인 하늘다람쥐의 경우는 소형동물이동로 설치 이후인 2016년부터 출현하기 시작하 였다. 또한 조류의 이용률을 확인해 본 결과 설치 전인 2013 년 3종 25회, 2014년은 5종 17회이었으며 설치시기인 2015 년에는 5종 10회 이용하였다. 그리고 설치 이후인 2016년에 는 11종 53회, 2017년 6월까지 12종 53회 이용하였다. 특히 굴뚝새, 동고비, 되지빠귀, 쇠유리새, 쇠딱따구리, 오색딱따 구리, 직박구리 등 7종은 소형동물이동로 설치 이후인 2016 년부터 출현하기 시작한 것으로 나타났다. 결과적으로 소형 포유류와 조류는 소형동물로이동로 설치전보다 설치이후 에 종수 및 이용횟수가 증가하였다. 그러므로 소형동물이동 로는 소형포유류와 조류의 이용률 증진에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.

This study reviews concepts, theories and formulas included in standards on soil-structure interaction and also shows practical example of application for engineers. Real structures are 3 dimensional and multi degree of freedom but they are often idealized to single degree of freedom for convenience. In this study, detailed procedures to calculate soil spring constants and damping coefficients and method to model soil-structure system are explained. Additionally, case studies to judge fixed base condition and evaluation of applicability of simple analysis method based on response spectra are performed.

구조물의 성능을 개선하기 위하여 다양한 진동제어장치가 사용되고 있다. 대부분의 제진장치는 구조물의 감쇠비를 증가시킴으로써 성능개선효과를 유도하기 때문에 증가된 감쇠비는 제진장치에 의한 구조물의 성능을 평가하는 중요한 지표가 될 수 있다. 본 연구에서는 강풍 등으로 제진장치가 운영 중인 상태에서 구조물의 응답만을 이용하여 각 모드에 증가된 등가감쇠비를 추정하는 프로세스를 개발하고 이를 성능개선효과를 평가하는데 활용하고자한다. 제진장치가 설치된 구조물은 비고전 감쇠시스템이므로 상태공간 모드분해법을 이용하여 계측응답으로부터 모드 응답을 구하고, 분해된 모드응답에 가상 동적 진동기를 적용하여 각 모드에 증가된 감 쇠비를 구하였다. 제안된 제진장치 설치 구조물 감쇠비 추정법을 검증하기 위하여 수동형 제진장치로 카고메 점탄성 댐퍼를, 능동형 제진장치로 능동질량감쇠기를 구조물에 적용하여 각 제진장치에 의한 감쇠비를 추정한 결과 매우 정교하게 예측 가능함을 알 수 있었다.

In this paper, a structural design method of a smart tuned mass damper (TMD) for a retractable-roof spatial structure under earthquake excitation was proposed. For this purpose, a retractable-roof spatial structure was simplified to a single degree of freedom (SDOF) model. Dynamic characteristics of a retractable-roof spatial structure is changed based on opened or closed roof condition. This condition was considered in the numerical simulation. A magnetorheological (MR) damper was used to compose a smart TMD and a displacement based ground-hook control algorithm was used to control the smart TMD. The control effectiveness of a smart TMD under harmonic and earthquake excitation were evaluated in comparison with a conventional passive TMD. The vibration control robustness of a smart TMD and a passive TMD were compared along with the variation of natural period of a simplified structure. Dynamic responses of a smart TMD and passive TMD under resonant harmonic excitation and earthquake load were compared by varying mass ratio of TMD to total mass of the simplified structure. The design procedure proposed in this study is expected to be used for preliminary design of a smart TMD for a retractable-roof spatial structure.

고성능 복합재료는 기존의 소재에 비해 우수한 기계적 물성을 보이며 특히 높은 비강도를 보인다. 복합재료 의 매트릭스로 사용되는 에폭시 수지는 이들의 독특한 화학반응성, 경화반응에 사용되는 경화제의 적절한 조합으로 많은 다양한 특성을 보일 수 있다. 본고에서는 고성능 복합재 구조물 제작에 사용되어온 에폭시 수지 시스템을 소개 하고자 한다. 필라멘트 와인딩 공법에 사용되는 에폭시 수지와 프리프레그 제조에 사용되는 에폭시 수지의 조성과 특 성을 중심으로 설명하였다.

해양환경의 극한 환경조건에 노출 된 고정식 및 부유식 해양구조물의 안전성과 설계비용 효율성에 있어서 파랑-구조물 상 호작용의 정확한 예측은 중요하다. 본 연구에서는 규칙파 중 원형 기둥에 대한 파랑-구조물 상호작용을 해석하였다. 3차원 이상유동 (two-phase flow)을 해석하기 위해 오픈소스 전산유체역학 라이브러리인 오픈폼을 사용하였다. 4개의 원형기둥이 정사각형 배열을 이루 고 있을 때 규칙파의 입사각도에 따른 상호작용을 해석하였다. 원형 기둥 구조물에서의 wave run-up을 입사파의 기울기에 따라 비교하 였다. 원형 기둥과 입사파의 상호작용으로 인해 원형 기둥 사이에 높은 파가 생성되는 것을 확인하였다. 본 해석 결과는 구조물과 입 사파의 상호작용에 의한 air gap에 대한 연구의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

본 연구에서는 콘크리트 석션식 지지구조물을 사용한 해상풍력발전시스템의 지진응답 해석을 수행하여 그 거동 특성을 파악한다. 전체 시스템을 RNA, 타워, 지지구조물로 구성된 구조계와 이에 접하고 있는 유체 및 지반의 부분구조로 분리하여 운동방정식을 유도한다. 구조계에 작용하는 유체의 동수압과 지반의 상호작용력을 산정하고, 이를 구조계의 운동방정식과 결합하여 전체 시스템의 지배방정식을 도출한 후, 이 방정식의 해를 구하여 해상풍력발전시스템의 지진응답을 계산한다. 해 석 결과로부터 지반-구조물 상호작용은 콘크리트 석션식 지지구조물에 의해 지지된 해상풍력발전시스템의 지진응답을 크게 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 특히, 지반의 유연성으로 인해 시스템의 고차 고유모드 응답이 증가할 수 있으므로, 해 상풍력발전시스템의 동적거동 산정 시에는 반드시 지반-구조물 상호작용의 효과를 고려하여야 할 것이다.

PURPOSES :The purpose of this study is to perform a reliability analysis of the proposed wind load combination which governs the design of support structures of subsidiary road facilities, and to evaluate whether the target reliability of the design is satisfied.METHODS :The statistical estimation method is applied and the design period of the support structure is used to obtain the statistical property of the wind load. In addition, the statistical properties of the strength of support structures are obtained from a literature review and simulation study. Actual support structures are designed by the proposed load combination and are used as the examples to examine if the target reliability is obtained.RESULTS :The result of the reliability analysis performed by using the statistical properties of load and resistance for the support structure in this study indicates that the proposed wind load combination satisfied the target reliability index of the design. Also, the convenience of the design is achieved by adopting the same design wind velocity given in the bridge design code by applying the wind velocity ratio defined for the design period of the support structure.CONCLUSIONS :It is presented that the design using the wind load combination proposed in this study achieved the target reliability index and the design wind load for different design periods can be conveniently defined by applying the velocity ratio proposed in this study.

Current seismic design provisions such as ASCE 7-10 provide criteria for selecting ground motions for conducting response history analysis. This study is the sequel of a companion paper (I – Ground Motion Selection) for assessment of the ASCE 7-10 criteria. To assess of the ASCE 7-10 criteria, nonlinear response history analyses of twelve single degree of freedom (SDF) systems and one multi-degree of freedom (MDF) system are conducted in this study. The results show that the target seismic demands for SDF can be predicted using the mean seismic demands over seven and ten ground motions selected according to the proposed method within an error of 30% and 20%, respectively

For estimating the seismic demand of buildings, most seismic design provisions permit conducting linear and nonlinear response history analysis. In order to obtain reliable results from response history analyses, a proper selection of input ground motions is required. In this study, an accurate algorithm for selecting and scaling ground motions is proposed, which satisfies the ASCE 7-10 criteria. In the proposed algorithm, a desired number of ground motions are sequentially scaled and selected from a ground motion library without iterations.

본 논문에서는 합성단면을 갖는 구조물의 극한 거동 해석에서 요구하는 재료 및 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위한 보 요소를 제시하였다. 제안된 요소는 기하학적 비선형성을 효과적으로 모사할 수 있는 co-rotational 정식화를 통해 도출되 었으며, 다양한 합성단면의 저항성능을 재현할 수 있도록 화이버 단면법이 요소의 내력 및 강성을 산정하는데 활용되었다. 제안된 방법을 구현할 수 있도록 해석 프로그램이 개발되었으며, 호장법을 적용하여 최대내력 발생 이후의 연성거동뿐만 아 니라 심한 비선형 응답(snap-through 또는 snapback)까지 추적해낼 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제안된 요소 정식화와 해석 프로그램의 정확성을 검증을 위해 몇 가지 수치예제가 수행되었고, 해석결과는 제안된 요소의 정확성과 효율성을 보이 기 위해 3차원 연속체 모델 및 기존 연구의 결과와 비교되었다. 추가로 합성단면을 갖는 골조 구조물에 대한 수치예제를 통 해, 합성단면을 구성하는 재료의 탄성계수 비 및 강도 비에 따른 영향을 분석하였다. 해석결과는 외층 재료의 탄성계수가 증 가됨에 따라 준취성 거동이 나타났으며, 외층 재료의 항복강도가 높을수록 선형 거동하는 기하적 비선형 응답과 유사한 응 답을 보였다.

The paper presents a new short-term dynamic displacement estimation method based on an acceleration and a geophone sensor. The proposed method combines acceleration and velocity measurements through a real time data fusion algorithm based on Kalman filter. The proposed method can estimate the displacement of a structure without displacement sensors, which is typically difficult to be applied to earthquake or fire sites due to their requirement of a fixed rigid support. The proposed method double-integrates the acceleration measurement recursively, and corrects an accumulated integration error based on the velocity measurement, The performance of the proposed method was verified by a lab-scale test, in which displacement estimated by the proposed method are compared to a reference displacement measured by laser doppler vibrometer (LDV).

건축구조기준(KBC-2016)에서는 팔각기둥 형상을 가진 구조물의 풍력계수는 형상비 25이상에서 1.4로 일정한 값을 적용하도록 하고 있다. 하지만 팔각뿔 형상인 첨탑 구조물은 팔각기둥과는 그 형상이 다르기 때문에 첨탑 구조물에 적용할 풍력계수에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 풍동실험을 이용하여 첨탑 구조물의 형상비 변화에 따른 풍력계수 특성을 규명하였다. 일반적으로 구조물에 작용하는 풍력계수는 형상비가 증가할수록 커진다. 하지만 특정 형상비를 초과하면 풍력계수는 더 이상 증가하지 않고 일정하게 수렴한다. 이러한 특성을 반영하기 위해, 예비실험은 형상비가 10~19.2인 모델에 대해 수행하였고, 풍력계수가 수렴하기 시작하는 형상비를 검토하였다. 그 결과 15 이상의 형상비에서 풍력계수가 약 1.1로 수렴하는 것으로 나타났다. 형상비 변화에 따른 풍력계수 변화를 고찰하기 위해 형상비 3~8.5 까지의 모형을 추가 제작하여 풍동실험을 수행하였다. 연구의 결과를 이용하여 형상비 변화에 따른 풍력계수의 변화를 경험식으로 제안하였고, 추세한 값들이 실험값 보다 작지 않도록 보정하였다.

Recently, measures for reducing noise and vibration of a railroad station are actively being developed to enhance its property value and comfort level of passengers. In this paper, the applicability of the recently developed vibration mitigation method utilizing a platform TMD (Tuned Mass Damper) by installing a spring-damper system beneath the platform is experimentally verified using a bench scale structure. The two-story bench scale structure is built to simulate a real railroad station, and vibration reduction effect is verified by comparing acceleration before and after applying the platform TMD at the 2nd floor of the structure. The design parameters of the platform TMD system is determined based on vibration analysis result and the MTMD (Multiple TMD) theory recently developed to enhance the effectiveness of the platform TMD method. The vibration is excited to the bench-scale structure using a vibrator. The performance test result for a spring-damper system is also presented. The result of the experiment reveals that the platform TMD method can reduce the vibration of the bench-scale structure by greater than 5dB(V).