본 연구의 목적은 지진하중에 대한 응력 해석을 수행하여 ASME, Class 3 설계요건에 따라 스트레이너의 구조건진성을 평가하는 것이다. 스트레이너에 대한 설계요건이 ASME 코드 내에 명백하게 규정되어 있지 않기 때문에 본체는 밸브 설계요건인 ND-3500을 적용하고, 양쪽 플랜지 연결부는 배관 설계요건 중 ND-3658.3을 적용하였으며, 하단의 덮개 플랜지는 Appendix XI에 따라 설계 및 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 T형 스트레이너를 쉘로 모델링하여 유한요소법을 사용하여 지진하중에 의해 스트레이너가 응답하는 모드 형상 및 고유진동수를 계산하여 충분히 강건한 구조물임을 입증한 후 정적 해석을 수행하여 주관과 분기 관이 접합하는 연결부위와 같은 위험단면에서의 막응력과 굽힘 응력을 구하였다. 각 하중조합에 대해 코드에서 규정하고있는 허용 값과 비교한 결과 스트레이너는 지진하중이 작용하는 경우 구조적 건전성을 유지하고 있음을 확인하였다. 아울러 인접 배관을 연결해주는 플랜지 연결부의 응력을 규정에 따라 구한 후 설계요건에 의한 허용 값과 비교하여 건전성을 만족함을 알 수 있었다.

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.

지진의 시간적인 요인, 즉 반복하중효과와 이에 따른 누적소성변위를 고려하기 위하여 에너지 평형에 근거한 해석방법이 개발되었다 본 논문에서는 내진 설계되지 않은 골조 기둥의 파괴유형에 주목하고자 한다. 이를 위하여 기둥의 휨강도저감모델이 제안되는데 파괴유형별로는 콘크리트에의한 파괴 주근의 부착/정착강도 파괴 및 저사이클피로에 의한 주근의 파단등을 고려하였다 에너지에 근거한 모델에 의하여 예측된 응답과 실험결과를 비교하였으며 이론과 실험간의 응답과 파괴유형이 서로 매우 가까움을 확인하였다.

건물의 고층화가 이루어지면서 구조부재에 미치는 축력이 증가하게 되고 축소현상을 발생시킨다. 이러한 축소현상은 구조물의 사용헝 저하를 가져올뿐만아니라 2차 응력 발생으로 구조물 자체의 안전에도 영향을 미친다. 수직구조부재의 축소량을 예측하는 목적은 인접 부재간의 부등축소를 보정하는 데 있다 본 논문에서는 시공과정에서만 보정을 실시한 경우와 설계단계에서 축소량을 예측하여 보정을 한 경우에 대해 각각 지진하중을 적용하여 구조부재에 미치는 영향에 대해 비교.검토를 하였으며 수직구조부재의 축소량은 반드시 예측되어 보정을 실시하여야 하는 것으로 나타났다.

현재 국내에는 조적조 건물에 대한 내진규준이 마련되어 있지 않다 반면 최근 들어 한반도에 발생하는 지진의 반도수는 계속증가하고 있어 조적조 건물에 대한 지진하중에 의한 평가가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 2층 조적조 건물에 국내에서 발생 가능한 최대지진가속도인 0.12g의 지진하중을 적용한 유한요소해석법에 의한 방법으로 동적해석을 수행한 결과 2층에 비하여 1층에서 불안전한 거동이 발생하였다 특히 개구부 주위 및 테두리 보와 조적벽의 경계부분에서 허용응력을 초과하여 균열이 발생함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 국내기존 철근콘크리트(RC) 교각의 구조적 특성을 조사.분석하여 단면강도와 변형성능에 미치는 영향을 규명하였으며 이와같은 특성을 고려한 내진성평가절차를 제시하였다 기존 RC교각의 내진성평가를 위해서는 단면휨강도를 지배하는 구요소인 작용축력과 주철근비 및 주철근강도 주철근 항복후 부재변형성능과 전단강도를 지배하는 횡철근비 및 앵커상세 그리고 주철근 부착파괴를 결정하는 주철근의 이음부위치에 대한 상세조사가 요구된다. 국내기존 RC교각은 대부분 횡철근의 앵커가 부적절하고 주철근의 위치가 소성힌지부에 위치하고 있으므로 휨연성거동을 위한 변형성능이 충분히 확보되어있지 못하다 따라서 여기서 제시된 평가절차는 기존 연속교 고정단교각의 내진성평가를 수행하고 그에 따른 적절한 내진보강을 하여 지진에 대한 안전성확보 하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

본 연구에서는 지반상태가 교량의 지진응답에 미치는 영향을 분석하기 위해 다양한 지반모델 상의 교량모델에 대한 지진해석을 수행하고 그 결과를 비교.분석하였다 이를 위해서 기존의 교량시방서에서 분류된 네가지의 서로다른 지반종류를 대상으로 보다 세분된 지반모델 상에 위치하는 대표적인 교량에 대한 지진해석을 수행함으러써 첫째로는 각 지반 종류 상호간의 지진응답 차이의 정도를 시방서 값과 비교.분석하였으며 둘째로는 동일 지반으로 분류되는 상이한 두 지반간의 응답차이의 정도를 확인하였다 해석을 위해서는 시방서에서 제시된 두가지 방법 즉 단일모드 스펙트럼해석법과 다중모드 스펙트럼해석법을 사용하였으며 이들 결과를 별도로 작성된 인공시간이력을 입력으로 하는 시간이력해석법을 사용한 결과와 비교.분석하였다 시간이력해석법에서는 진동수에 무관한 지반임피던스함수를 이용하는 시간영역해석법을 사용하였다 해석결과 시방서에서 제시한 단일모드 및 다중모드 스펙트럼해석방법은 일반적으로 안전측의 지반-구조물 상호작용 해석결과를 주는 것으로 확인되었다 그러나 유연성이 큰 지반 상의 구조물에대한 지진해석을 위한 해석모델 작성시에는 지반의 유연성이 반드시 고려되어야 하며 특히 낙교방지를 위한 변위는 지반의 유연성을 고려한 정밀해석법에 의한 계산이 필수적으로 요구됨을 확인하였다.

구조물의 내진 성능 향상을 위해 현재 종종 사용되어지고 있는 기초분리장치인 적층고베어링과 납-고무 베어링의 내진성능을 실험적으로 파악하였다 베어링의 전단 변형률 또는 가해진 수직 하중이 클수록 베어링의 전단 강성은 감소하며 가력 속도에 대한 영향을 무시할 만하다. 베어링은 순수압축력에는 강하며 인장력에는 그 반대이다.

내진 설계되지 않은 일경간-이층 철골조의 면진에 사용될 적층 고무베어링과 납-고무 베어링을 설계하여 철골조와 기초 사이에 이 면진장치들을 적용하여 지진파들에 대한 내진 성능 평가를 행하였다. 이들 면진장치들을 사용하면 철골조의 내진성능이 향상된다. 특히 적층 고무베어링의 중앙에 원통형 납을 삽입함으로써 초기강성을 증가시켜, 빈번한 사용하중 하에서 구조물에 발생하는 비교적 과도한 횡변위를 구속할 수 있으며, 강한 지진파에 대해서는 이 납이 항복함으로써 에너지 소산능력을 향상시킨다.

현행 내진설계 규준에서 사용하고 있는 반응수정계수는 설계지진하중과 유사한 지진발생시 구조물이 비선형 거동을 하도록 탄성응답에서 요구되는 밑면전단력 값을 낮추는 계수라 할 수 있다. 따라서 반응수정계수는 하중저감계수(force reduction factor)라고 할 수 있으며, 이러한 값들은 경험적으로 결정된 것이어서 예상지진에 대하여 구조설계자가 설계한 건물이 어느정도의 비선형 거동을 할지는 예측하기가 힘들다. 본 연구에서는 목표가 되는 연성비(target ductility ratio)에 따라 요구되는 밑면전단력의 값을 구하고 이를 규준에서 요구하는 값과 비교할 것이다. 만약 요구되는 값이 규준 값 보다 크다면 이는 구조물이 가지는 부가강도(overstrength)나 잉여력(redundancy)이 담당해야 한다. 모멘트연성골조 건물을 설계한 후 이를 push-over 해석에 의하여 부가강도를 찾아 보아 요구강도와 비교할 것이다.

이 논문의 목적은 현행볍규(Uniform Building Code, NEHRP 설계규준동 )에 따라 설계된 구조틀 의 성 능 및 안정성 을 평가하는데 있다. 구조물의 내진성 능은 신뢰성 (Reliability) 으로 표 현할 수 있다. 구조불 의 그 의 수명동안 내진에 대한 신뢰성 해석올 하기 위해서는 주어친 구조 물틀 의 많은양의 동적반응 해석 음 요구하는 것이 일반적이다. 따라서 구조물의 신뢰성 해석을 위하여 구조물이 위치한 지역에 많은양의 지진기록틀 이 요 구된다 이 논문에서는 인위적인 지진 틀 (artificial earthquakes) 을 부정착 임계 파정법 (nonstationary randon process) 올 이용해 만들었고 구조불은 Uniform Building Code9} AISC 허용응력 설계지침서 (AISC aloowables stress design rnanual) 에 따라서 설계하였다. 이 논문에서 는 주 어진 지진하중에 대한 구조불 의 반웅 (response) 은 구조물의 비선형 반웅해석파 반응변위수정계수뜰을 이용한 간략화된 동위 구조불 해석 (ENS) 으로 얻었다. 이 논문에서 는 구조불의 내진 성능을 평가하였다. 또한 동위 구조붉(Equivalent Nonlinear System (ENS)) 을 이용한 해석과 구조 불 의 비선형 반응해석의 결 과들을 tJ] 교 하여 동위구조울을 이용한 방볍의 정확성도 평가하였다.

본 논문은 해석적 및 실험적 연구를 통하여 휨 저항 메커니즘에 최적화된 형상을 지닌 스트립형 감쇠장치의 구조적 특성을 조사하고자 하였다. 초기 강성과 항복 강도 예측식이 제시되었으며, 이를 상용 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 통한 유한요소해석 결과와 비교분석하였다. 예측식을 수립하기 위하여 두 가지의 이상화 절차가 고려되었으며, 두 예측식 모두 건물에 감쇠장치를 적용함에 있어 충분한 예측결과를 제시하는 것으로 나타났다. 실험적 연구를 통해서는 강재, 접합상세 및 건물에 감쇠장치를 적용하는 구조체 유형 등에 관한 구조적 불확실성이 감쇠장치의 구조적 거동을 예측함에 있어 저해요소인 것으로 나타났다. 또한, 전단항복형 감쇠장치이 건물에 적용된다면 전단응력집중이 반드시 고려되어야 하는 것으로 나타났다. 그럼에도 최적 형상을 가진 스트립형 감쇠장치가 저사이클피로파괴에 높은 저항능력을 지녔다는 관점에서, 예측식을 활용할 경우 안전측의 구조설계가 이루어짐과 동시에 건물의 내진 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

KBC 2016 및 ACI 318-08에서 확대머리 철근의 순간격에 대한 지나치게 엄격한 요구 사항을 개선하기 위해 2/3 스케일의 외부 보- 기둥 접합부 실험체를 준정적 반복 하중을 적용하여 실험을 수행하였다. 내진 실험을 통해 좁은 간격의 철근 순간격과 다열 배치 확대머리 철근 적용여부를 주요 변수로 하여 내진 성능에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, 본 실험결과를 이전 연구자들의 실험 데이터와 함께 면밀히 분석하였다. 결론적으로 외부 보-기둥 접합부에 정착된 확대머리 철근에 대해 2db의 철근 순간격 또는 2 개층의 확대머리 철근의 사용은 내진 설계에 있어 허용될 수 있는 것으로 판단된다.

내진보강사업 대가산정 가이드라인(행정안전부, 2019)의 일반사항, 대가산정 방법 및 액상화 평가에 관해 설명하고, 건축시 설물, 토목시설물 및 산업시설물 각각에 관한 일반사항, 내진성능평가 대가산정, 내진보강설계 대가산정, 내진보강공사 대가 산정에 대해 소개하였다.

경주, 포항 지진이후 구조물의 내진성능평가에 대한 구조기술자의 관심이 증가하고 있으며, 내진성능평가를 위해 필요한 관련 소프트웨어에 대한 관심 역시 지속적으로 증가하고 있다. 국내의 경우 30년간 가장 널리 사용되어온 대표적인 소프트 웨어는 CSI(Computers&Structures)에서 개발된 SAP2000, PERFORM-3D 및 ETABS와 마이다스아이티에서 개발된 midas Gen이다. 위 소프트웨어들은 내진성능평가에 필수적으로 필요한 비선형정적, 동적해석 기능을 포함하고 있으며 제품에 따라 해석기능 이외에도 각종 기준이나 지침에 부합하는 다양한 응용기능들을 탑재하고 있다. 하지만 MIDAS GEN을 제외하고는 소프트웨어 해석기능의 제공범위나 장,단점에 대한 자료가 부족하여 기술자들이 해석목적에 따라 프로그램을 적절히 선택하고 사용하는데 어려움이 있다. 본 자료에서는 국내에서 내진성능평가 중 비선형동적 해석분야에서 많이 적용되고 있는 PERFORM-3D와 최근 기술자들이 관심을 가지고 있는 ETABS에 대한 기능상 장단점을 간단하게 소개하고자 한다.

본 연구에서는 압축센싱 기술인 CAFB(달팽이관 원리기반의 인공필터뱅크)가 El-Centro 지진 등 지진상황에서 구조물의 동적응답을 포함한 지진응답을 실시간으로 압축하여 획득할 수 있는지 평가하였다. 최적화된 CAFB를 무선 IDAQ 시스템에 임베디드 하였다. 이를 이용하여 대형 Shaking Table에 설치된 2-span 교량구조물의 지진응답을 실시간으로 압축하여 획득 하였다. 연구결과 압축신호는 원시신호 대비 우수한 응답성능 및 데이터 압축효과를 보였으며 이를 통해 CAFB가 지진상황에서도 구조물의 동적응답을 포함한 지진응답을 실시간으로 압축 획득할 수 있음을 확인하였다.

설비배관은 온도에 의한 신축 및 팽창을 고려한 설계를 하거나, 배관의 자중만을 고려하여 설계되고 제작된다. 그러나 설비배관 행거시스템에 지진 또는 지속적인 외부 진동이 발생하면 그 충격을 감소 및 흡수하지 못하고 2차적인 피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 내진성능을 고려한 설비배관 행거시스템을 개발하고, 진동대 실험을 통해 지진거동특성을 평가하고자한다.

본 연구에서는 다중기둥을 적용한 철근콘크리트 구조물의 내진성능평가를 진행하였다. 본 논문의 예제는 KBC 2016에 따라 내진설계 하였으며, 다중기둥을 적용한 구조물의 변수는 층고, 기둥의 간격, 전단벽의 배치 및 코어의 배치로 설정 하였으며, 층수는 5층, 7층, 10층 3가지의 층수로 설정하였다. 내진성능평가는 ATC-40 및 FEMA-356에 제시된 방법을 사용하여 구조물의 성능을 평가 하였다.

우리나라의 경우 한정적인 대지조건으로 인해 고층 건축물의 수요가 증가하고 있으며 세계 각국을 포함한 국내의 지진 피해를 토대로 기존의 내진설계 기준은 강도설계법에서 성능기반설계법으로 적용되고 있다. 여기서 지진하중에 대응하는 구조물의 목표 성능수준을 각 부재의 비선형특성에 기반하여 만족하도록 설계하는 성능기반설계법 중에서도 목표성능수준을 변위에 맞추어 주어진 목표변위 이내로 응답이 제어될 수 있도록 설계하는 변위기반설계법을 다룬다. 특히 특수전단벽체 적용 연구자료를 구축하기 위해 두께 200mm를 갖는 22층 철근콘크리트 전단벽체구조에 대해 변위기반설계법을 토대로 내진성능 개선을 위한 내진성능 평가를 실시하고자 한다.

본 연구에서는 비내진상세를 가지는 중⦁저층 R/C 건물의 1층 골조를 제작하여 무보강 실험체에 대한 구조실험을 실시하였다. 실험결과 실험체는 부재각 1.33%에서 전단파괴를 나타내어, 비내진상세를 가지는 R/C 건물의 내진성능에 관한 중요한 자료를 획득하였다. 본 연구에서는 간주형 좌굴방지 강재 슬릿댐퍼 시스템을 개발하였으며 내진보강효과를 검증하기 위하여 구조실험에 선행하여 상기 국내 비내진상세 RC 골조 실험결과를 기반으로 비선형해석을 실시하였다.