저층 건축물의 횡-비틀림 거동은 고차모드 효과를 증폭시킬 수 있으며, 내진성능평가 시 관련 기준은 고차모드 지배 구조물에 대해 비선형정적해석과 함께 선형동적해석을 추가로 수행하도록 규정하고 있다. 선형동적절차에는 상당한 안전계수가 적용되므로, 이는 과도한 내진보강설계로 이어질 수 있다. 이를 방지하기 위해 엔지니어들은 내진보강 시 고차모드 효과를 줄이기 위해 시행착오법을 사용해 왔다. 그러나 시행착오법에는 많은 시간과 노력이 소요되며, 결정된 보강안이 최적인지 확인하기 어렵다. 본 연구는 저층 건 축물의 수학적 모델을 수립하고 응답스펙트럼해석을 통해 고차모드 효과에 비틀림이 독립적으로 미치는 영향을 파악하였다. 이를 바탕으로 효율적인 내진보강 설계를 위해 활용될 수 있는 도표와 절차를 제시하였다. 제시된 절차를 통해 최소한의 내진보강으로 횡- 비틀림 거동하는 저층 건축물의 고차모드 효과를 효율적으로 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

Now that problems with force-based seismic design have been clearly identified, design is inclined toward displacement-based methods. One such widely used method is Direct-Displacement-Based Design (DDBD). Yet, one of the shortcomings of DDBD is considering higher-mode amplification of story shear, moments, and displacements using equations obtained from limited parametric studies of regular planar frames. In this paper, a different approach to account for higher-mode effects is proposed. This approach determines the lateral secant stiffness of the building frames that fulfill the allowable inter-story drift without exceeding the desired story displacements. Using the stiffness, an elastic response spectrum analysis is carried out to determine elastic higher-mode force effects. These force effects are then combined with DDBD-obtained first-mode force effects using the appropriate modal superposition method so that design can be performed. The proposed design procedure is verified using Nonlinear Time History Analysis (NTHA) of twelve planar frames in four categories accounting for mass and stiffness irregularity along the height. In general, the NTHA response outputs compared well with the allowable limits of the performance objective. Thus, it fulfills the aim of minimizing the use of NTHA for planar frame buildings, thereby saving computational resources and effort.

구조물의 능동제어 시스템에서 제어기 설계에 사용되는 구조계의 모델과 실구조계의 차이는 시스템의 성능저하 및 불안정성을 유발할 수 있다 이연구에서는 무시된 고차모우드와 같이 주파수영역에서 표현되는 비구조적 불확실성에 대하여 시스템의 안정성을 보장하도록 강인성을 가지는 LQG/LTR제어이론을 사용하여 구조물의 지진응답제어에 효과적으로 사용할 수 있는 제어기 설계방법을 제시한다 특히 고층건물이나 교탑과 같은 구조물의 지진응답 제어에 적용할 수 있도록 각층의 절대 가속도를 측정변수로 층간상대변위를 제어변수로 설정하여 최적제어기를 구성한다 El Centro 지진압력을 받는 6자유도 전단빌딩모델에 대하여 제어기를 설계하거 수치모사를 수행하여 제시한 제어기가 안정도-강인성을 가지고 지진응답제어에 효과적임을 보인다.

미래의 지진을 예측하는 것은 거의 불가능하지만 코드에서는 설계스펙트럼을 이용하여 미래 지진의 최소한의 일반적인 현상을 나타내고자 노력하고 있다. 기존의 고차모드의 영향을 반영하기 위한 방법은 조건이 맞는 지진을 선택하고 응답스펙트럼을 산정해야 하는 단점을 지니고 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하고자 코드의 설계응답스펙트럼을 이용하여 바로 고차모드의 영향을 반영한 횡력 분배형태을 결정하는 방법을 제시하고 있다. 본 논문에서는 비정형적인 철골모멘트 골조를 이용하여 ATC-40, FEMA 273 그리고 본 논문에서 제안한 방법을 시간이력해석결과와 비교하여 우수성을 검증하였다. 하지만 제안한 방법은 시간이력해석결과에 비해 다소 보수적인 결과를 나타내었다.