Steel plate shear walls (SPSWs) have been recognized as an effective seismic-force resisting systems due to their excellent strength and stiffness characteristics. The infill steel plate in a SPSW is constrained by a boundary frame consisting of vertical and horizontal structural members. The main purpose of this study was to investigate deformation modes and hysteretic characteristics of steel plate shear walls (SPSWs) to consider the effects of their aspect ratios and width-to-thicness ratios. The finite element model (FEM) was establish in order to simulate cyclic responses of SPSWs which have the two-side clamped boundary condition and made of conventional steel grade. The stress distribution obtained from the FEA results demonstrated that the principal stresses on steel plate with large thickness-to-width ratio were more uniformly distributed along its horizontal cross section due to the formation of multiple struts.

The seismic retrofits of existing structures have been focused on the control of structural responses which can be achieved by providing displacement capacity through inelastic ductile action at supplemental devices. Due to their hysteretic characteristics, it is expected to sustain damage through repeated inelastic behaviors including residual deformation which might increase repair costs. To solve such drawbacks of existing yielding devices, this study proposes a self-centering disc spring brace that sustains large axial deformation without structural damage while providing stable energy dissipation capacity. The hysteretic behaviors of suggested brace are first investigated based on the quasi-static cyclic test procedure. Experimental results present the effective self-centering behavior and an analytical model is then suggested in order to reasonably capture the flag-shaped hysteretic behavior of the disc spring brace.

Buckling Restrained Braces can not only express the strength considered at the time of design, but also reduce the seismic load by energy dissipation according to the plastic behavior after yield deformation of the steel core. The physical characteristics and damping effect may be different according to the buckling prevention method of the steel core by the lateral restraint element. Accordingly, in this study, To compare hysteresis characteristics, Specimen(BRB-C) filled with mortar, specimen(BRB-R) combined with a buckling restraint ring and Specimen(BRB-EP) filled with engineering plastics was fabricated, and a cyclic loading test was performed. As a result of the cyclic loading test, the maximum compressive strength, cumulative energy dissipation and ductility of each test specimen was similar. But in case of the cumulative energy dissipation and ductility, BRB-C filled with the mortar specimen showed the lowest. This is considered to be because the gap between the steel core and the reinforcing material for plastic deformation was not uniformly formed by pouring mortar around the core part.

This study proposes an RCS composite damping device that can achieve seismic reinforcement of existing buildings by dissipating energy by inelastic deformation. A series of experiments assessing the performances of the rubber core pad, hysteretic steel slit damping device, and hybrid RCS damping device were conducted. The results showed that the ratios of the deviations to the mean values satisfied the domestic damping-device conformity condition for the load at maximum device displacement in each direction, at the maximum force and minimum force at zero displacement, as well as the hysteresis curve area. In addition, three analysis models based on load-displacement characteristics were proposed for application to seismic reinforcement design. In addition, the validity of the three proposed models was confirmed, as they simulated the experimental results well. Meanwhile, as the shear deformation of the rubber-core pad increased, the hysteretic behavior of super-elasticity greatly increased the horizontal force of the damping device. Therefore, limiting the allowable displacement during design is deemed to be necessary.

이 연구에서는 단자유도 모델을 활용하여 비탄성 내풍설계를 수행하고, 다양한 이력거동 형태에 따른 풍방향 및 풍직각방향 비탄성 응답을 비교하였다. 풍방향 비탄성 거동은 풍방향 풍하중의 평균성분으로 인해 한 방향으로 손상이 누적되는 현상이 발생할 수 있으며, 잔류변형 역시 크게 발생할 수 있다. 비선형 시간이력 해석 결과 구조물의 항복강도를 증가시키거나 자기회복 이력거동을 적 용 시 이를 효과적으로 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 풍직각방향의 응답은 이력거동에 따른 에너지소산에 큰 영향을 받았으며, 철 골구조와 이력거동이 우수한 콘크리트 구조물에서는 탄성응답보다도 더 작은 최대 응답이 나타났다.

According to several seismic design standards, a ground motion time history should be selected similar to the design response spectrum, or a ground motion time history should be modified by matching procedure to the design response spectrum through the time-domain method. For the response spectrum matching procedure, appropriate seed ground motions need to be selected to maintain recorded earthquake accelerogram characteristics. However, there are no specific criteria for selecting the seed ground motions for applying this methodology. In this study, the characteristics of ground motion time histories between seed motions and spectral matched motions were compared. Intensity measures used in the design were compared, and their change by spectral matching procedure was quantified. In addition, the seed ground motion sets were determined according to the response spectrum shape, and these sets analyzed the response of nonlinear and equivalent linear single degrees of freedom systems to present the seed motion selection conditions for spectral matching. As a result, several considerations for applying the time domain spectral matching method were presented.

This study investigates a new type of recentering damper system combining a shape memory alloy bar with initial tension force is proposed to improve the recentering of frictional damper dissipating energy. The recentering damper is a damper device with improved energy dissipation capability as well as a reduction in maintenance and reinforcement cost, and can be said to be a low-cost, high-efficiency damper device conforming to domestic reality. For the implementation of the theoretical mechanism for the recentering damper device, various parameters were selected and the theoretical and detailed design were carried out. In order to verify the design validity of the recentering damper, a high dimensional finite element analysis model was fabricated and analyzed using cyclic load. As a result of comparing and analyzing the behavior response of the recentering damper, it proved its superiority in terms of energy dissipation ability and stability. Based on these results, we propose an optimized system design method of recentering damper.

To investigate the cyclic characteristics of the retrofitted exterior joints of RC frame with haunch, 70% scaled 6 beam-column exterior joint subassemblies were designed according to design guideline according to 1988 and tested with cyclic loading up to 3.5% story drift ratio. During the experiments axial forces are applied to columns to simulate gravity load. Experimental results shows that the strength of retrofitted specimens was increased steadily until 2.5% story drift ratio and their strengths increased more than 1.7 times of the non-retrofitted in case that main bar was bent away from exterior joint. The joint strength and effective stiffness of the retrofitted specimen was increased and results in more deformation capacity compared to the non-retrofitted.

가스 생산용 해양플랜트 설비의 경우 폭발의 위험에 노출되어 있으며, 폭발사고는 구조물의 안전성에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이러한 폭발사고에 의한 피해를 최소화하기 위해서는, 폭발하중에 의한 구조부재의 동적응답 특성을 명확히 파악할 필요가 있다. 폭발하중의 경우 매우 짧은 시간 동안에 구조물에 가격되었다가 소멸되기 때문에 구조부재의 고유주기 및 폭발하중의 지속시간을 고려한 동적응답 평가가 필수적으로 요구된다. 일반적으로 가스 폭발하중의 경우, 부 압력단계가 전체 하중 이력에서 상당 부분 존재하며, 본 연구에서는 이러한 부 압력단계의 형상에 따라 총 하중 지속시간을 결정하는 하중 모델을 제안하였다. 방화벽은 폭발사고 시 장비 및 인명 피해를 방지하고자 FPSO 탑사이드 모듈 사이에 배치되는 구조부재이므로 폭발하중에 의한 응답이력 특성 분석이 반드시 필요하다. 때문에 무 감쇠 단 자유도 모델에 가스 폭발하중을 적용하여 변위응답 특성을 분석하였으며, 평판으로 구성된 방화벽의 FE 모델을 이용한 하중 지속시간과 구조부재들의 고유주기를 고려한 응답 특성을 분석하였다. LS-DYNA를 이용한 선형/비선형 구조해석 분석결과, 부 압력단계의 지속시간이 구조물의 동적응답에 큰 영향을 주는 것을 보였다.

가스 생산용 해양플랜트 설비에서 발생할 수 있는 폭발사고의 경우, 구조 시스템의 기하학적 특성이나, 바람, 가스 누출율 등과 같은 환경적 조건에 의해 피해 규모의 범위가 상당하다. 따라서 폭발파에 의한 구조 부재의 응답을 분석하기 위해서는 이러한 조건들을 고려한 가스폭발 수치해석 과정이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 FPSO 탑사이드의 형상 및 장비 배치와 같은 세부적인 부분까지 고려하여 폭발해석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 획득한 하중 이력들의 특성을 분석하였다. 또한 다양한 형태로 나타나는 폭발하중 이력들 중 구조물 손상에 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 최대 압력과 지속시간들을 고려하여 유한요소해석 시 하중조건으로 적용한 후, 부재의 응답특성에 관한 분석을 수행하였다. 유한요소해석 모델은 실제 구조물에 적용이 가능하고, 복잡한 형상을 이상화한 단 자유도 및 다 자유도 모델을 사용하였다. 정 압력 및 부 압력단계의 최대 압력이 증가함에 따라 구조 부재의 최대 응답이 증가하였고, 부 압단계에서 하중 지속시간이 증가함에 따라 구조물의 최대 변위가 증가는 경향을 보였다.

Friction energy dissipative devices have been increasingly implemented as structural seismic damage protecting systems due to their excellent seismic energy dissipating capacity and high stiffness. This study develops rotational friction energy dissipative devices and verifies experimentally their cyclic response. Based on the understanding of the differences between the traditional linear-motion friction behavior and the rotational friction behavior, the configuration of the frictional surface was determined by investigating the characteristics of the micro-friction behavior. The friction surface suggested in this paper consists of brake-lining pads and stainless steel sheets and is normally stressed by high-strength bolts. Based upon these frictional characteristics of the selected interface, the rotational friction energy dissipative devices were developed. Bolt torque-bearing force tests, rotational friction tests of the suggested friction interfaces were carried out to identify their frictional behavior. Test results show that the bearing force is almost linearly proportional to the applied bolt torque and presents stable cyclic response regardless of the experimental parameters selected this testing program. Finally, cyclic tests of the rotational friction energy dissipative devices were performed to find out their structural characteristics and to confirm their stable cyclic response. The developed friction energy dissipative devices present very stable cyclic response and meet the requirements for displacement-dependent energy dissipative devices prescribed in ASCE/SEI 7-10.

In order to predict inelastic displacement response without nonlinear dynamic analysis, the equal displacement rule can be used for the structures with longer natural periods than the characteristic period, Tg, of earthquake record. In the period range longer than Tg, peak displacement responses of elastic systems are equal or larger than those of inelastic systems. In the period range shorter than Tg, opposite trend occurs. In the equal displacement rule, it is assumed that peak displacement of inelastic system with longer natural period than Tg equals to that of elastic system with same natural period. The equal displacement rule is very useful for seismic design purpose of structures with longer natural period than Tg. In the period range shorter than Tg, the peak displacement of inelastic system can be simply evaluated from the peak displacement of elastic system by using the inelastic displacement ratio, which is defined as the ratio of the peak inelastic displacement to the peak elastic displacement. Smooth hysteretic behavior is more similar to actual response of real structural system than a piece-wise linear hysteretic behavior such as bilinear or stiffness degrading behaviors. In this paper, the inelastic displacement ratios of the smooth hysteretic behavior system are evaluated for far-fault and near-fault earthquakes. The simple formula of inelastic displacement ratio considering the effect of Tg is proposed.

This paper has fabricated insulation gang-form adhering general gang-form to the polyisocyanurate board and analyzed type of members, temperature record by locations and strength development after placing the concrete, in order to ensure efficient concrete quality under cold weather. According to our test, we can see that general gang-form member with curing under the same conditions as the actual field has a trend of constantly decreasing concrete temperature regardless to surface or central area due to rapid outdoor air temperature reduction, while in the case of insulation gang-from I and II, temperature increased up to around 25℃ after 12 hours under rapid outdoor air temperature change and temperature distribution did not appear large separation according to hydration reaction measurement locations. In addition, results of measurement for temperature records on weak insulation area by types of gang-forms showed that the temperature record distribution on the form tie surface and horizontal bar surface of angle bar has generally similar trend as the temperature records on the surface of the insulation gang-form, while corner area of the insulation gang-form did not have large insulation effect. It is determined that it requires additional curing measure for the weak corner area of the insulation gang-form in the future.

최근까지도 많은 시간이력 지진해석이 연약지반의 증폭영향을 고려하지 않고 연약지반 위 지표면에서 기록된 지진거동으로 수행되었다. 그러나 합리적인 구조물의 지진해석을 위해서는 지반조건을 고려하고 암반지진기록을 이용하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 연구를 위해 태평양지진연구센터(PEER)에서 제공하는 공개된 1557개의 지진기록 중에서 26개 암반지진기록을 선정하고 암반지진 기록의 특성을 분석하였다. 연구결과에 의하면, 지반조건을 고려하지 않고 지진규모로부터 지진가속도를 추정하는 것은 합리적이지 못하며, PEER 데이터베이스 암반지진기록으로는 지진가속도, 지진규모, 진앙거리 사이의 일반적인 상관관계를 추정하는 것도 어려운 것으로 평가되었다. 그러나 이 연구에서 선정한 26개 암반지진기록은 구조물-지반체계의 시간이력 지진해석을 위해 암반지진기록으로 사용할 수는 있지만, 이 지진기록을 사용할 때에도 지진가속도, 지진규모, 진앙거리 및 지반조건이 유사한 지진기록을 사용하는 것이 필요하다는 것을 확인할 수 있었다.

일반적으로 도로의 하부인 노상층은 불포화토 상태로 존재하기 때문에 함수비의 변동을 예측하기 위해서는 불포화 함수특성곡선(soil-water characteristic curve)의 추정은 필수적이다. 따라서, 국내 대표적인 노상토인 다짐된 화강풍화계열 노상토를 대상으로 함수특성을 정량화하기 위하여 pressure plate 장치를 활용하여 건조 및 습윤 이력과정의 실험을 각각 수행한 후 이를 토대로 불포화토 함수특성에 대한 해석을 수행하였다. 실험결과, 화강 풍화 노상토의 함수비를 좌우하는 흡수력이 건조와 습윤 과정에 있어 서로 다른 수치를 나타내었고 흡수력에 따른 불포화 투수계수와 습윤용적 그리고 확산 등의 흐름특성을 통하여 이력(hysteresis)을 확인하였다. 이를 토대로 도로하부의 연중흡수력을 추정하였다.

본 논문에서는 사개맞춤으로 제작된 우리 나라 전통 초가삼간 목조 프레임의 수평방향 교번하중에 대한 이력특성을 실험을 통하여 규명하였다. 실험에는 1.:1 모델을 제작하여 사용하였다. 사개맞춤 목조 프레임의 이력특성은 못이나 사재를 사용한 목조 프레임의 이력특성과는 매우 상이하다. 프레임의 등가 점성감쇠비는 평주 프레임의 경우 약 27%, 고주 프레임의 경우 약 13%이다. 개량형 Double Target 모델의 이용하여 비선형 이력특성을 모사하였다.

대다수의 중·저층 RC 건물은 다양한 수평저항시스템으로 이루어져 있으며, 그 가운데에서도 취성적인 파괴성상을 나타내 는 전단파괴형 부재와 연성능력이 탁월한 휨파괴형 부재가 대표적이며, RC 건축물의 내진성능은 각 파괴모드를 나타내는 부재의 강도 및 변형특성의 조합으로 평가되어야한다. 본 연구에서는 전단 및 휨파괴형 부재가 혼합된 중·저층 RC 건물을 대상으로 반복가력실험을 수행하여 내진성능을 검토하였다.

사회 인프라 시설물 중 발전 플랜트 시설물에 있어 외부 하중 유입 즉, 지진하중 등에 의한 구조물의 구조 건전성은 보장 되어야 하며, 구조물 내부에서 운용되는 전기기기와 같은 비구조요소의 기능적 안전성 또한 확보되어야 한다. 이에 따라 플랜트 구조물 및 내부 기기의 지진 안전성에 관한 연구가 활발히 수행되고 있으나 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 지진동에 의한 구조적 및 기능적 건전성이 확보되어야 하는 전기기기 캐비닛 구조물을 대상으로 3방향 역학적 계산이 가능한 유한요소를 이용하여 상세하게 모델링하였으며, 지진 해석의 방법론으로 응답스펙트럼해석과 시간이력해석을 진행하였다. 또한, 두 해석법을 통해 도출된 전기기기 캐비닛의 응답수준을 파악하고 그 값을 비교하여 내부 기기 등에 대한 내진해석 방법론을 제시하고자 하였다.