Piloti-type buildings are widely constructed in urban areas of South Korea. Due to stiffness irregularities, piloti-type buildings are vulnerable to lateral loads such as earthquakes. Although seismic retrofitting is necessary for piloti-type buildings, many of these structures are privately owned, and the extensive number of buildings creates significant challenges in terms of cost and time for regional seismic performance evaluation. This study proposes a methodology for determining the seismic performance of multiple piloti-type buildings within a region by utilizing structural parameters. Information on piloti-type buildings is classified into public building data and exterior building data, which are integrated to define structural parameters for estimating the first natural period of the buildings. Linear regression analysis was performed to develop a regression equation correlating structural parameters with the natural period. Additionally, the natural period and structural parameters are used to perform another linear regression analysis to estimate the yield and ultimate points of the capacity curve. The capacity curves derived from the regression equations facilitate seismic performance evaluation based on structural parameters.

The primary purpose of this study is to develop system modules of school buildings and the seismic loss function of the system modules for regional loss assessment of school buildings. System modules of school buildings were developed through statistical analysis of school facilities in Korea. The structural system of school buildings with non-seismic details is defined as reinforced concrete with partially masonry walls (RCPM), and 27 system modules of RCPM were developed considering the number of stories, spans, and the age of the building. System modules were designed to assess the structural behavior by applying the shear spring model and the shear failure of the columns of the school building. Probabilistic seismic demand models for each component of system modules were derived through nonlinear dynamic analysis to determine the relationship between seismic intensity, drift ratio, and peak floor acceleration of system modules. The seismic loss function was defined as the total damage ratio, which is the ratio of replacement cost to repair cost to evaluate the seismic loss quantitatively. The system module-based seismic loss well predicted the observed data. It will be possible to help many stakeholders make risk-informed decisions for a region through the regional loss assessment of school buildings in Korea.

In densely populated urban areas, reinforced concrete residential buildings with an open first floor and closed upper floors are preferred to meet user demands, resulting in significant vertical stiffness irregularities. These vertical stiffness irregularities promote the development of a soft-story mechanism, leading to concentrated damage on the first floor during seismic events. To mitigate seismic damage caused by the soft-story mechanism, stiffness-based retrofit strategies are favored, and it is crucial to determine an economically optimal level of retrofitting. This study aims to establish optimal seismic retrofit strategies by evaluating the seismic losses of buildings before and after stiffness-based retrofitting. An equivalent single-degree-of-freedom model is established to describe the seismic response of a multi-degree-of-freedom model, allowing for seismic demand analysis. By convolving the seismic loss function with the hazard curve, the annual expected loss (EAL) of the building is calculated to assess the economic losses. The results show that stiffness-based retrofitting increases first-story lateral stiffness by 20-40%, enhancing structural seismic performance, but also results in a rise in EAL compared to the as-built state, indicating lower cost-effectiveness from an economic perspective. The research concludes that retrofit options that increase first-story lateral stiffness by at least 60% are more appropriate for reducing financial losses.

Piloti-type structures with vertical irregularity are vulnerable to earthquakes due to the soft structure of the first story. Structural characteristics of buildings can significantly affect the seismic loss function, calculated based on seismic fragility, and therefore need to be considered. This study investigated the effects of the number of stories and core locations on the seismic loss function of piloti-type buildings in Korea. Twelve analytical models were developed considering two variations: three stories (4-story, 5-story, and 6-story) and four core locations (center core, x-eccentric core, y-eccentric core, and xy-eccentric core). The interstory drift ratio and peak floor acceleration were assessed through incremental dynamic analysis using 44 earthquake records, and seismic fragility was derived. Seismic loss functions were calculated and compared using the derived seismic fragility and repair cost ratio of each component. The results indicate that the seismic loss function increases with more stories and when the core is eccentrically located in the piloti-type structure model. Therefore, the uncertainty due to the number of stories and core location should be considered when deriving the seismic loss function of piloti-type structures.

본고는 생계경제의 변화에 따라 취락 점유 방식이 어떻게 변화하는지 살펴보는데 목적이 있다. 생 계경제의 전환 과정에서 사용된 도구 중 석기는 다양한 활동에 사용되고, 잔존율이 높아 당시 생계경 제 변화 과정을 추적하는데 효과적이다. 따라서 경기지역 청동기시대 취락의 생계경제를 살펴보기 위 해 주거지에서 출토되는 석기도구에 주목하여 지역별, 시기별 조성비의 변화를 검토하였다. 그리고 이러한 시기별, 지역별 생계경제의 차이가 취락에 어떻게 반영되는지 함께 살펴보고자 하였다. 경기지역의 취락은 생계경제 전략에 적합한 방식으로 점유 양상이 변화한다. 생계경제의 변화를 검 토한 결과 경기지역은 전기 전반에 복합 생계 활동을 했던 것으로 판단된다. 세부 지역별로 차이가 있 으나 전기 전반에는 수렵·채집에 사용되는 도구의 비율이 높아 이동 생활의 비중이 높았을 것으로 판단되며, 이로 인해 장기 점유의 필요성이 낮았을 것으로 보인다. 중기에는 생계경제에서 농경의 비중이 증가하는 것으로 판단된다. 전기 후반부터 전체 석기 도구 중 농경구의 비중이 증가하기 시작하는데, 중기 단계가 되면 농경구의 비율이 최대로 확인되며 채집 활동과 같은 이동이 필요한 생계 활동은 감소하는 것으로 보인다. 농업 생산물을 증대하기 위해 당시 인구는 장기 점유를 하며 관개시설과 같은 생산 설비와 농지를 관리할 필요성이 증가했을 것이다. 따 라서 농업 생산량 증대에 적합한 점유 방식을 채택해 점유를 이어나갔을 것으로 추정된다. 후기가 되면 농경구의 수량이 전체적으로 감소하고 수렵, 채집, 어로 활동에 필요한 도구의 비율이 증가한다. 따라서 농경 중심의 생계경제에서 복합 생계경제로 변화하면서 장기 점유의 필요성이 감소 했을 것으로 생각된다.

New buildings have been designed using different seismic design standards that have been revised. However, the seismic performance of existing buildings is evaluated through the same performance evaluation guidelines. Existing buildings may not satisfy the performance targets suggested in the current guidelines, but there are practical limitations to discriminating the existing buildings with poor seismic performance through a full investigation. In this regard, to classify buildings with poor seismic performance according to the applied standard, this study aimed to evaluate performance-based investigation of the seismic design proposals of buildings with different design standards. The target buildings were set as RC ordinary moment frames for office occupancy. Changes in seismic design criteria by period were analyzed, and the design spectrum changes of reinforced concrete ordinary moment resisting frames were compared to analyze the seismic load acting on the building during design. The seismic design plan was derived through structural analysis of the target model, compared the member force and cross-sectional performance, and a preliminary evaluation of the seismic performance was performed to analyze the performance level through DCR. As a result of the seismic performance analysis through the derived design, the reinforced concrete ordinary moment frame design based on AIK 2000 has an insufficient seismic performance level, so buildings built before 2005 are likely to need seismic reinforcement.

연층을 가지는 건축물들의 피해사례가 관측됨에 따라 기존 건축물 내진성능평가시 수직비정형의 고려가 중요해졌다. 하지만 기존 방법은 수직비정형을 충분히 반영하기 어렵기 때문에 수직비정형을 가지는 건축물에 대해 내진성능을 과소 혹은 과대평가할 여지가 있다. 본 연구는 강성기반 연층비(Soft Story Ratio, SSR)를 이용해 수직비정형 건축물의 내진성능평가 기법을 개발하는데 목적이 있다. SSR은 변위에 대한 요구량과 능력의 비율을 나타내고, 강성차이에 의한 수직비정형을 고려하여 건축물의 변위집중 비율을 의미하는 파라미터다. 1층 기둥을 변수로 하는 필로티 건축물 네 개를 대상으로 개발한 내진성능평가 기법을 기존의 내진성능평가 기법과 비교하였다. 기존 기법은 수직비정형이 극대화되는 모델에 대해 내진성능을 과대평가하는 경우가 발생하였다. 반면 제안된 기법은 모든 모델에 대해서 상세평가의 결과와 동일했다. 따라서 제안하는 내진성능평가 기법은 수직비정형이 극대화되는 필로티 건축물에서 기존의 방법보다 정밀하게 내진성능평가 결과를 제공할 수 있다고 사료된다.

구조물의 상태를 조기에 파악하기 위한 구조물 건전도 모니터링 연구와 건물의 정보를 수집하여 에너지를 효율적으로 관리해 주는 건물에너지관리시스템에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 기존 모니터링 시스템 연구가 건설, 센싱, ICT 기술이 융합된 첨단 기술임에도 불구하고 고가의 센서와 전문적인 기술력이 요구되어 적용 범위가 제한된다는 한계를 극복하기 위하여 싱글보드컴퓨터 중 가장 널리 쓰이는 라즈베리파이와 저전력으로 장거리의 통신이 가능한 로라 모듈, 고성능의 보급형 가속도계를 활용하여 장기간으로 건물의 모니터링이 가능한 무선 엣지 컴퓨팅 시스템을 구축하였다. 또한 라즈베리파이에 분산처리 알고리즘을 탑재함으로써 실시간으로 취득되는 방대한 양의 가속도 데이터 중 의미있는 데이터만을 취득하였으며 와이파이 통신으로 취득한 전체의 로우데이터와 비교함으로써 본 시스템으로부터 취득된 데이터의 정밀성을 검증하였다.

In this paper, a low-cost dynamic measurement system using the RGB-depth camera, Microsoft Kinect® v2, is proposed for measuring time-varying free surface motion of liquid dampers used in building vibration mitigation. Various experimental studies are conducted consecutively: performance evaluation and validation of the Kinect® v2, real-time monitoring using the Kinect® v2 SDK(software development kits), point cloud acquisition of liquid free surface in the 3D space, comparison with the existing video sensing technology. Utilizing the proposed Kinect® v2-based measurement system in this study, dynamic behavior of liquid in a laboratory-scaled small tank under a wide frequency range of input excitation is experimentally analyzed.

슬로싱과 같은 액체의 동적 거동을 측정하고 제어하는 연구가 다양한 공학분야에서 활발히 진행중이다. 건축공학분야에서 도 건축물의 풍진동을 저감시키는 동조액체감쇠기의 연구에 액제 진동이 측정되고 있다. 본 논문에서는 기존 파고 측정 센서의 한계를 극복하기 위하여 레이저 장비 중 LDV와 스캐닝 장비 중 갈바노미터스캐너를 이용하여 동조액체감쇠기 내의 액체 진동을 측정하는 방법을 제안하고 검증하였다. LDV가 속도와 변위를 측정하는 원리를 기술하였고 갈바노미터스캐너의 구동 원리에 따라 LDV의 단일 포인트로 다점측정이 가능한 시스템을 구성하였다. 동조 액체감쇠기의 4점 액체 진동을 측정하여 각 점의 시간 영역 데이터를 기존에 사용하던 비디오 센싱 데이터와 비교하였고 파형 분석을 통해 진행파와 정상파를 구별할 수 있음을 확인하였다. 또한 측정 딜레이가 있는 데이터를 상호 상관을 취하여 특이값 분해를 하고 이론 및 비디오 센싱 결과와 일치하는 고유진동수와 모드형상을 도출하였다.

본 연구에서는 건물 실내 공간 정보 획득을 위해 Microsoft사의 Kinect® v2를 활용한 point cloud 기법을 도입하였다. 카메라로 취득한 2차원의 투영 공간 이미지 픽셀 좌표를 각 카메라의 보정을 거쳐 3차원 이미지 변환하며 이를 토대로 공간 정보를 구현하였다. 기준점을 중심으로 360° 회전하여 취득한 3차원 이미지를 통해 거리 측정이 불가한 기존의 2차원 이미지의 한계를 개선하였으며, 이 과정을 통해 얻은 point cloud를 통해 3차원 map을 형성하였다. 형성된 3차원 map은 기존의 공간정보 융·복합을 위한 센서와 비슷한 수준의 측정 효율을 가지면서 동시에 렌즈 왜곡 현상에 대한 후처리 과정을 통해 공간 정보를 정확하게 측정할 수 있도록 하였다. 측정한 결과를 2D 도면과 실제 공간 및 구조부재의 길이 및 위치 등과 비교하여 검증하였다.

Existing reinforced concrete building structures have seismic vulnerabilities under successive earthquakes (or mainshock-aftershock sequences) due to their inadequate column detailing, which leads to shear failure in the columns. To improve the shear capacity and ductility of the shear-critical columns, a fiber-reinforced polymer jacketing system has been widely used for seismic retrofit and repair. This study proposed a numerical modeling technique for damaged reinforced concrete columns repaired using the fiber-reinforced polymer jacketing system and validated the numerical responses with past experimental results. The column model well captured the experimental results in terms of lateral forces, stiffness, energy dissipation and failure modes. The proposed column modeling method enables to predict post-repair effects on structures initially damaged by mainshock.

콘크리트 구조물 표면에 발생하는 균열은 사용자에게 심리적인 불안감을 제공하며, 장기간 열려있는 큰 폭의 균열은 구조 물의 사용성능 및 내구성에 영향을 준다. 국내에서는 건축물을 포함한 시설물의 노후화에 따른 안전관리를 위해 균열정도를 파악하는 조사가 인력에 의한 육안조사로 수행되고 있지만 인력의 고비용성과 객관성 미흡 등의 문제점이 대두되고 있다. 이를 해결하기 위해 영상분석을 통한 균열 추출 등 다양한 연구가 수행되고 있으나 균열인식 정확도 향상에 2차원 영상 분석만으로는 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 2차원 영상 분석의 한계를 극복하기 위하여 3차원 특성을 정확하게 파악할 수 있는 3차원 광삼각 스캐닝기법을 활용하여 콘크리트 구조물 표면의 균열정보를 획득하는 기법을 개발하였다. 본 하 드웨어의 개발과 더불어 균열 패턴분석을 위한 획득된 균열의 세분화와 균열의 특성분석 알고리즘을 개발하였으며, 이를 실제 콘크리트 빔의 균열 탐지 적용을 통해 검증하였다.

본 연구에서는 역량스펙트럼법을 이용해 얻어진 구조물의 성능점을 확률적으로 평가하는 방법을 제시하였다. ATC-40에 따라 역량스펙트럼법을 이용하여 4층 1경간 철골구조물의 성능점을 산정하였다. 요구스펙트럼을 이용하여 구조물의 성능한계를 초과하는지 여부를 분석하기 위해 구조부재의 소성변형각으로부터 정의되는 구조물의 성능한계에 대해 한계변위를 도출하였다. 또한 설계응답스펙트럼과 유사한 응답스펙트럼을 가지는 인공지진파 30개를 선정하여 스펙트럼 가속도에 따른 각 성능한계의 초과여부를 통해 fragility curve를 도출하였다. 관측된 초과확률을 이용하여 fragility curve를 도출하기 위해 maximum likelihood method를 사용하였다. 각 성능한계점에 대응하는 설계응답스펙트럼의 응답가속도값에서 성능한계점을 초과할 확률은 존재하는 것으로 확인되었다. 본 방식은 구조물의 성능점에 대해 지진파의 불확실성을 고려한 확률적 평가가 가능하고, 시간증분해석이 필요하지 않아 해석시간을 상당부분 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

In this study, dynamic vertical displacement of liquid in the tuned liquid column damper(TLCD) is measured by a laser Doppler vibrometer(LDV) to overcome limitations of existing sensors and to leverage noncontact sensing. Addressing advantages of noncontact measurements, operational principles of the LDV to measure velocity and displacement of a target object in motion is explained. The feasibility of application of the LDV to measurement of liquid motion in the TLCD is experimentally explored. A series of shake table tests with the TLCD are performed to determine requirements of application of the LDV. Based on the experimental results, it is proved that the LDV works under the condition of adding dye to the liquid by increasing the intensity of reflected laser and thus validity is verified by comparison with a conventional wave height meter.

본 연구에서는 마커없이 구조물의 변위를 측정할 수 있는 영상기반 변위계측 시스템(NVDMS)을 제안한다. 기존의 방식 과 제안하는 NVDMS는 크게 두 가지의 차이점이 있다. 첫째, NVDMS는 마커를 사용하지 않고 구조물의 특징점의 픽셀좌 표 변화를 추출한다. 둘째, 특징점의 픽셀좌표를 물리좌표로 변환하는 scaling factor는 기존 방식에선 마커의 크기로부터 계 산되는 반면, NVDMS에서는 카메라와 구조물사이의 거리, 각도, 초점거리로 계산된다. 3층 축소모형의 자유진동 실험에서 제안한 NVDMS로부터 얻은 변위데이터의 신뢰도를 분석하기 위해 LDS로부터 얻은 변위데이터의 비교를 하였으며, 얻어진 변위데이터를 이용하여 동특성을 분석하였다. 분석결과 NVDMS는 마커없이 구조물의 동적변위를 정밀하게 측정가능할 뿐 만 아니라 얻어진 변위데이터로부터 추출한 동특성의 신뢰도 또한 높았다.

본 연구에서는 마커없이 구조물의 변위를 측정할 수 있는 영상기반 변위계측 시스템(NVDMS)을 제안한다. 기존의 방식과 제안하는 NVDMS는 크게 두 가지의 차이점이 있다. 첫째, NVDMS는 마커를 사용하지 않고 구조물의 특징점의 픽셀좌표 변화를 추출한다. 둘째, 특징점의 픽셀좌표를 물리좌표로 변환하는 scaling factor는 기존 방식에선 마커의 크기로부터 계산되는 반면, NVDMS에서는 카메라와 구조물사이의 거리, 각도, 초점거리로 계산된다. 3층 축소모형의 자유진동 실험에서 제안한 NVDMS로부터 얻은 변위데이터의 신뢰도를 분석하기 위해 LDS로부터 얻은 변위데이터의 비교를 하였으며, 얻어진 변위데이터를 이용하여 동특성을 분석하였다. 분석결과 NVDMS는 마커없이 구조물의 동적변위를 정밀하게 측정가능할 뿐만 아니라 얻어진 변위데이터로부터 추출한 동특성의 신뢰도 또한 높았다.