A mid-story isolation system was proposed for seismic response reduction of high-rise buildings and presented good control performance. Control performance of a mid-story isolation system was enhanced by introducing semi-active control devices into isolation systems. Seismic response reduction capacity of a semi-active mid-story isolation system mainly depends on effect of control algorithm. AI(Artificial Intelligence)-based control algorithm was developed for control of a semi-active mid-story isolation system in this study. For this research, an practical structure of Shiodome Sumitomo building in Japan which has a mid-story isolation system was used as an example structure. An MR (magnetorheological) damper was used to make a semi-active mid-story isolation system in example model. In numerical simulation, seismic response prediction model was generated by one of supervised learning model, i.e. an RNN (Recurrent Neural Network). Deep Q-network (DQN) out of reinforcement learning algorithms was employed to develop control algorithm The numerical simulation results presented that the DQN algorithm can effectively control a semi-active mid-story isolation system resulting in successful reduction of seismic responses.

There has been an increasing demand for introducing a base isolation system to secure the seismic safety of a nuclear power plant. However, the design criteria and the safety assessment methodology of a base isolated nuclear facility are still being developed. A performance based design concept for the base isolation system needs to be added to the general seismic design procedures. For the base isolation system, the displacement responses of isolators excited by the extended design basis earthquake are important as well as the design displacement. The possible displacement response by the extended design basis earthquake should be limited less than the failure displacement of the isolator. The failure of isolators were investigated by an experimental test to define the ultimate strain level of rubber bearings. The uncertainty analysis, considering the variations of the mechanical properties of isolators and input ground motions, was performed to estimate the probabilistic distribution of the isolator displacement. The relationship of the displacement response by each ground motion level was compared in view of a period elongation and a reduction of damping. Finally, several examples of isolator parameters are calculated and the considerations for an acceptable isolation design is discussed.

Involved in a research for the application of seismic isolation to the nuclear industry, this study evaluates firstly the responses of seismic isolation system considering general ranges of structural period and damping ratio by using preliminary design formula. Secondly, coupling effects of input motions were evaluated to find out appropriate conditions of excitations and effect of the iteration for calculating yield displacement of lead core was also assessed in terms of response of a seismically isolated structure. Finally, the results of preliminary design calculation were compared with those of dynamic analysis and the propriety of the formula was evaluated and appropriate ranges of reduction factor were also suggested from the results.

면진격리 고무베어링의 설계법을 수정하여 구조물의 성능점 예측을 위한 간편한 해석방법을 제안하였다. 이러한 적용이 가능한 것은 구조물이 지진력의 작용으로 인하여 손상을 입게 되면 구조물의 항복 후 강성은 연화되고, 이로 말미암아 구조물의 동적 특성이 장주기화 하기 때문이다. 제안된 해석법이 기존의 방법에 비하여 우월한 것은 능력스펙트럼법이 요구하는대로 보유능력곡선과 요구량스펙트럼을 가속도-변위 좌표계로 치환하지 않고서도 비교적 정확한 성능점을 예측할 수 있다는 것이다. 제안된 방법의 타당성은 문헌에서 보이는 정확한 값과의 비교에 의하여 입증하였다.

본 연구에서는 현재 국내에서 면진설계를 적용하여 개발중인 KALIMER(Korea Advanced Llquid Metal Reactor) 액체금속로에 대한 내진설계 및 지진해석을 위하여 핵심구조물인 원자로구조물에 대한 단순 지진해석모델을 개발하였다 이를 이용하여 면진설계의 경우와 비면진 설계의 경우에 대한 동특성분석과 시간이력 지진해석을 수행하여 비교평가하였다. 또한 ASME 설계코드에 따른 응력한계요건을 검토하기 위하여 등가 지진응력해석을 수행하고 이로부터 내진여유도를 계산하였다 지진안전성에 대한 하나의 지표로서 원자로 구조물이 견딜수 있는 최대지진하중을 결정하기 위한 한계지진하중(Limit seismic load)을 저의하였다 지진해석결과 면진된 KALIMER 원자로구조믈은 비면진된 경우에 비하여 가속도응답과 구조물간의 상대변위응답이 현저히 감소하였고 충분한 내진여유도로 인하여 한계지진하중이 0.8g로 나타났다.

Structural seismic base isolation is currently regarded as a satisfactory design technology both financially and in terms of safety. Structural seismic base isolation has been accepted for even nuclear power plant design and has even been actively applied. So this paper studies the Application and Standardization for Seismically Isolated Structure of Nuclear Power Plants.

최근 지진관측 이래 최초로 초진, 본진, 여진을 포함한 연속지진이 발생하는 등 한반도 인근에 지진 발생의 가능성 증가하고 있다. 철도의 경우 고속화, 중량화가 진행됨에 따라 지진에 따른 발생 가능 피해의 규모도 커지고 있는 상황으로 적절한 내진 및 면진 설계를 통한 안전성 증대가 시급한 상황이다. 특히 고속철도의 경우 지진 시 적절한 대책 수립이 되어 있지 않을 경우 지진 재해에 대한 적절한 대응 방안이 수립되어 있지 않을 경우 엄청난 인적/물적 피해를 초래할 수 있는 상황이다. 이 논문에서는 최근 일반 및 고속철도 시설물에 대한 내진 보강 현황과 내진·면진 설계와 관련한 연구 동향을 고찰하고 개선 방안을 제시하였다. 또한 최근 연구가 진행 중인 지진 관측 시스템과 대응 시스템과 관련하여 해외의 사례를 분석하고 지진에 대한 보다 효율적인 대처 방안을 제시하였다. 특히 지진 시 더 큰 인적·물적 피해를 초래할 수 있는 전력, 신호, 통신 등 시스템설비 및 역사 지붕, 내장재 등 비구조재에 대한 내진기준 및 성능평가 기법에 대한 개발 필요성도 포함하여 지진으로 인한 실질적인 피해를 최소화할 수 있는 방안을 제시하였다.

In order to reduce seismic responses of a structure, additional dampers and vibration control devices are generally considered. Usually, control performance of additional devices are investigated for optimal design without variation of characteristics of a structure. In this study, multi-objective integrated optimization of structure-smart control device is conducted and possibility of reduction of structural resources of a building structure with smart top-story isolation system has been investigated. To this end, 20-story example building structure was selected and an MR damper and low damping elastomeric bearings were used to compose a smart base isolation system. Artificial earthquakes generated based on design spectrum of low-to-moderate seismicity regions are used for structural analyses. Based on numerical simulation results, it has been shown that a smart top-story isolation system can effectively reduce both structural responses and isolation story drifts of the building structure in low-to-moderate seismicity regions. The integrated optimal design method proposed in this study can provide various optimal designs that presents good control performance by appropriately reducing the amount of structural material and damping device.

본 연구의 목적은 면진건물의 설계를 수행하는데 있어, 면진건물의 주기, 수평 변위량 등과 같은 면진장치의 성능을 결정하기 위한 중요 요소들을 손쉽게 산정할 수 있는 포락해석용 도표를 산정하는데 있다. 이를 위하여 가속도로 표현되는 설계지진의 위험도 대신, 에너지와 관계된 VE 스펙트럼을 아울러 산정한다. UBC 97의 지진응답계수를 적용한 경계주기 TG 및 최대속도 응답 V0를 지반조건별로 제안하였으며, 이를 근간으로 한 스펙트럼 작성법을 제안하였다. 제안된 VE 스펙트럼을 근거로 지반조건별 포락해석용 도표를 작성하였다.