This study investigated the impact of soil-structure interaction on multi-degree-of-freedom structures using the shallow-foundation Winkler model, known as the BNWF model. The model’s period was determined through eigenvalue analysis and compared to results obtained from FEMA’s formula. Results indicated that considering the soil, the structure’s period increased by up to 8.7% compared to the fixed-base model, aligning with FEMA’s calculations. Furthermore, with adequate ground acceleration, roof displacement increased by 3.4% to 3.8%, while base shear decreased by 4% to 10%. However, roof displacement and base shear increased in some earthquake scenarios due to spectral shape effects in regions with extended structural periods. Foundation damping effects, determined through the foundation’s moment-rotation history, grew with higher ground acceleration. This suggests that accounting for period elongation and foundation damping can enhance the seismic design of multi-degree-of-freedom structures.

진동대를 통한 백색잡음 가진 실험과 모드별 고유진동수의 Sine wave 가진 후 자유진동 실험을 통해 다자유도 구조물의 영상기반 동특성 추정을 수행하고자 하였다. 실제 현장에 적용하기에 앞서, 15 케이스의 모형 구조물을 통한 동특성 식별을 통해 영상 기반 계측 시스템의 적용성을 검증하였다. 캠코더를 통한 계측 및 동특성 추정 결과는 LDS(Laser Displacement Sensor) 및 가속도계 를 통한 결과와 비교하여 유효성을 판단하고자 하였다. 시간 및 진동수 영역에서의 동적계측 결과, 모든 센서를 통한 계측 결과가 높은 유사성을 나타냈다. 또한 캠코더 계측 데이터를 활용한 동특성 추정 결과는 LDS 및 가속도계 계측 데이터를 통한 추정 결과와 전 체적으로 유사하게 나타나므로, 영상기반 계측을 통한 구조물 동특성 추정은 유효성이 있다고 판단된다.

This study is the research appling the representative Displacement-Based Design which is the basic concept of Direct Displacement Based Design proposed by Chopra and Goel to original Reinforced Concrete moment frame and determining the thickness of retrofit Steel Jacket about the Maximum design ground acceleration, and developing the more improved Algorithm as well as program by the Retrofit Design method and Nonlinear analysis by the Performance design method before and after reinforcement appling the determined retrofit thickness. It also shows the result of the seismic performance improvement which is the ratio of seismic performance appreciation result yield displacement 19%, yield strength ratio 24%, displace ductility ratio the maximum 27% comparing Multi degree of freedom, column member of Reinforced Concrete with the performance improvement column member considering the thickness of the determined Steel Jacket. The developed Algorithm and program are easy to apply seismic design and application to the original Reinforced Concrete building, at the same time, it applicate to display well the design result of Target displacement performance level about nonlinear behavior.

연성 계수는 반응수정계수(R)의 핵심구성요소로서 내진설계에서 중요한 역할을 하는 계수이다. 본 연구에서의 연성계수()는 단자유도 구조물의 연성계수()에 다자유도 보정계수()를 곱하여 평가하였다. 단자유도 시스템의 연성계수는 지진하중을 받는 단자유도 구조물의 변위 연성요구도와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 다자유도 시스템의 영향을 고려하기 위한 다자유도 보정계수()는 기존의 연구에 근거하여 제시하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수, 골조시스템(외곽골조, 분배골조), 붕괴 메카니즘(강-기둥 약-보, 약-기둥 강-보), 토질조건 및 지진구역을 변수로 하여 총 108개의 예제 구조물을 설계하였다. 구조물의 층수, 붕괴 메카니즘 및 토질조건은 연성계수에 큰 영향을 미치는 반면, 골조 시스템 및 지진구역은 연성계수에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

이 논문은 지진을 받는 축소 3층 건물모델의 제어 실험에 관한 것이다. 건물모델에 대해 능동 질량 감쇠기를 사용하여 강인제어기인 \mu합성 제어기를 설계하고 실험적으로 검증하였다. 외란 입력과 제어용 출력에 적합한 주파수 가중함수를 설정하고 가중함수의 조합을 분석하여 최적의 \mu합성 제어기를 제시하였다. 실험 결과 백색잡음 가진 입력에 대한 RMS 응답에서 60-70%의 감소를 보여주었고, 축소 지진 입력에 대한 최대 응답에서 30-45% 정도의 감소효과를 나타내었다. 수치해석결과와 실험의 결과가 매우 정확히 일치하였으며 불확실성을 갖는 구조물에 대하여 제어기가 불확실성의 범위 내에서 강인하다는 것을 보여주었다.

Current seismic design codes for building structures are based on the methods which can provide enough capacity to satisfy objected performance level and exactly evaluate the seismic performance of buildings. This paper is to suggest the method of inference of inelastic earthquake response obtained from MDOF system by equivalent SDOF system, and to prove the validity. The analysis results form simple model shows a good application possibility.

지진하중과 같은 동적인 하중에 대한 다자유도 구조물의 비선형 해석은 많은양의 계산을 요구한다. 이런 계 산상의 어려움을 감소시키기 위하여 다자유도를 가진 복잡한 구조물의 비선형해석올 간략화된 동위 구조촬 (Equivalent Nonlinear System(ENS)) 올 이용해 구할 수 있는 약산법올 제시한다. 간단한 통위 구조물은 왼 구조물의 가장 중요한 구조물의 성칠올 가지고 있는데 구조물의 처음 두 개의 주기 (natural periods) 의 동적 특성 및 전체 항복변위 (global yield displacement) 를 가진다. 구조체 반웅 (response) 으로 이 논문에서는 구 조체의 전체변위 및 충간변위가 고려된다. 구조체의 전체 변위 및 충간변위를 얻기 위하여 전체 반웅수정계수 (global response scaling factor) RG 와 국부 반응수정 계수(l ocal response scaling factor) R L을 동위 구조 물 로부터 열어진 변위에 적용한다. 이 반용수정계수는 다자유도 구조물의 비선형 해석올 통하여 얻어진 변위 월 과 동위 구조물을 이용해 얻어진 변위 들 올 이용해 광범위한 회기분석 (regression analysis) 올 통 하여 구조 윌 의 연성과 첫번째 두 모드의 질량참여계수의 함수형태로 얻는다 반응수정계수를 가진 동위구조뭔음 반 뜯 기 위하여 철꼴 모멘트 연성 곧조 방식의 구조물 (Special Moment Resisting Steel Frames(SMRSF)) 음 이 논 문에서 는 고려한다. 함수형패로 표현된 반웅수정계수는 동위구조물익 반응에 적용되어 복잡한 구조물의 비선 형 반응플 얻을수있다.

지진동에 대처하기 위한 구조물의 능동제어기를 설계할 때, 모델링의 오차 및 외란의 불확실성을 무시하고 진행하면 제어성능이 크게 퇴화될 수 있다. 심지어 시스템 전체가 불안정하게 되어 제진이 불가능하게 될 가능성도 배제할 수 없다. 본 연구의목적은 슬라이딩 모드제어기(SMC)라 불리는 비선형제어기의 제어성능을 TMD가 장착된 구조물에 설계하여 그 적용 가능성을검토하는 것이다. 이때 가진 외란은 FFT 해석으로 탁월주파수를 분석한 3개의 지진동이다. SMC로 제어한 결과, 구조물의 질량과 강성이 ±30% 섭동되어도 강인성을 유지하고 있음을 확인할 수 있었다. 다만, 오버슈트가 증대되고 정정시간이 증가하는 등 과도응답성능은 다소 퇴화되는 것을 확인할 수 있었다. 전반적으로 SMC는 모델링 및외란의 불확실성에 대해 강인함을 유지하고 지진동을 효과적으로 제어하는 능동제어법으로 TMD 구조물과 결합시켜 지진동제어에 적용해 볼 수 있는 유용한 기법이라 판단된다

본 연구는 칼만(Kalman) 필터 적용에 따른 LQG 제어기의 안정도 여유 상실을 극복하기위해 적용한 LTR 제어 시스템의 성능을 시간영역과 주파수영역에서 분석해 보고, 설계에 중요한 요소인 안정도 여유의 회복이 DUOX 구조물에 대해서도 실현되는지 여부를 확인해 보고자 함에 그 목적이 있다. 제어 대상의 구조물은 4층 골조로서 상부에 TMD와 AMD로 구성된 DUOX 시스템이 설치된 하이브리드 시스템이다. LTR/DUOX 제어기법으로 제어한 결과, 주파수응답의 Bode 선도를 통해 구한 게인 여유가 약 30dB로써 LQG/DUOX 제어기의 유실된 게인 여유를 20배 이상 회복시켜 보다 안정도 강인성이 우수한 제어기 설계가 구현되었다.

다자유도의 교량에 횡방향 지진하중을 받는 경우, 교량의 내진성능설계 및 성능평가를 위한 두 가지 비선형 등가 정적해석절차를 제시하였다. 빌딩구조물에 대한 FEMA-273의 변위계수법과 ATC에서 채택하고 있는 역량스펙트럼법을 개선하여 다자유도 연속교량의 내진성능평가에 적용토록 제시하였다. 수정된 두 방법들에 대한 적합성을 시간이력 동적해석과 비교토록 하였다. 다자유도 교량의 교축직각방향 관성력 분포를 합리적으로 반영하기 위하여, 수평방향 지진하중의 분포형태에 따른 모드 및 스펙트럴 하중분포를 적용토록 하였다. 철근 콘크리트 교각 부재는 하중-기초법에 의한 비선형 층상화 골조 유한요소 모델을 사용하여 교량 구조물을 모델링 하였다.