This study proposes a methodology for the regional seismic risk assessment of structural damage to buildings in Korea based on evaluating individual buildings, considering inconsistency between the administrative district border and grid lines to define seismic hazard. The accuracy of seismic hazards was enhanced by subdividing the current 2km-sized grids into ones with a smaller size. Considering the enhancement of the Korean seismic design code in 2005, existing seismic fragility functions for seismically designed buildings are revised by modifying the capacity spectrum according to the changes in seismic design load. A seismic risk index in building damage is defined using the total damaged floor area considering building size differences. The proposed seismic risk index was calculated for buildings in 29 administrative districts in 'A' city in Korea to validate the proposed assessment algorithm and risk index. In the validation procedure, sensitivity analysis was performed on the grid size, quantitative building damage measure, and seismic fragility function update.

본 논문에서는 다중 시그마포인트 세트(MSP)를 사용하는 분산점 칼만필터(UKF)인 UKF-MSP를 소개한다. 비선형 동적시스템을 표현하기 위해 널리 알려진 Bouc-Wen 모델을 사용하였고, 비선형성 고려가 가능한 칼만필터 중 UKF를 선정하였다. 그런데 UKF는 두 가지 인공오차와 시그마포인트의 분포를 결정하는 스케일링 파라미터의 값을 튜닝(Tuning)하는 과정을 통해 적절히 설정해야만 대상 동적시스템의 추정하고자 하는 상태(State)를 정확히 추정할 수가 있다. 본 논문에서는 후자의 스케일링 파라미터 설정 문제를 완화하고자 하였으며, MSP를 사용함으로써 기존 UKF에 비해 칼만필터 튜닝 과정에 덜 민감한 UKF-MSP를 제안하였다. 지진으로 인한 급격한 구조손상 시나리오에 대해 UKF-MSP의 안정성을 검증하였다. 제안된 방법은 튜닝과정을 완화함과 동시에 다른 칼만필 터 파라미터인 인공오차에 대해서도 덜 민감한 거동을 보임을 확인하였다.

In 2017 Pohang Earthquake, a number of residential buildings with pilotis at their first level were severely damaged. In this study, the results of an analytical investigation on the seismic performance and structural damage of two bearing wall buildings with pilotis are presented. The vibration mode and lateral force-resisting mechanism of the buildings with vertical and plan irregularity were investigated through elastic analysis. Then, based on the investigations, methods of nonlinear modeling for walls and columns at the piloti level were proposed. By performing nonlinear static and dynamic analyses, structural damages of the walls and columns at the piloti level under 2017 Pohang Earthquake were predicted. The results show that the area and arrangement of walls in the piloti level significantly affected the seismic safety of the buildings. Initially, the lateral resistance of the piloti story was dominated mainly by the walls resisting in-plane shear. After shear cracking and yielding of the walls, the columns showing double-curvature flexural behavior contributed significantly to the residual strength and ductility.

The purpose of this study is to evaluate the structural safety of cultural altar since its bearing capacity has been questioned due to weathering damages and sectional defections. This evaluation process consists two stages; which the first is field investigation and the second is structural modeling and analysis. Based on field investigation, all of the structural members supporting the altar were carefully examined and all the findings were accounted for the development of the structural modeling using the Midas computer program. Using a 3D scanner, the weight of the Buddha statue was applied to the structural modeling. Then, according to the allowable stress design method of KBC2016, the structural safety was evaluated. Based on this result, replacements of several structural members were recommended to increase the structural safety and value of cultural property.

In this paper, comparative analysis of the 9.12 Gyeongju and 11.15 Pohang earthquakes was conducted in order to provide probable explanations and reasons for the damage observed in the 11.15 Pohang earthquake from both earthquake and structural engineering perspectives. The damage potentials like Arias intensity, effective peak ground acceleration, etc observed in the 11.15 Pohang earthquake were generally weaker than those of the 9.12 Gyeongju earthquake. However, in contrast to the high-frequency dominant nature of the 9.12 Gyeongju earthquake records, the spectral power of PHA2 record observed in the soft soil site was highly concentrated around 2Hz. The base shear around 2 Hz frequency was as high as 40% building weight. This frequency band is very close to the fundamental frequency of the piloti-type buildings severely damaged in the northern part of Pohang. Unfortunately, in addition to inherent vertical irregularity, most of the damaged piloti-type buildings had plan irregularity as well and were non-seismic. All these contributed to the fatal damage. Inelastic dynamic analysis indicated that PHA2 record demands system ductility capacity of 3.5 for a structure with a fundamental period of 0.5 sec and yield base shear strength of 10% building weight. The system ductility level of 3.5 seems very difficult to be achievable in non-seismic brittle piloti-type buildings. The soil profile of the PHA2 site was inversely estimated based on deconvolution technique and trial-error procedure with utilizing available records measured at several rock sites during the 11.15 Pohang earthquake. The soil profile estimated was very typical of soil class D, implying significant soil amplification in the 11.15 Pohang earthquake. The 11.15 Pohang earthquake gave us the expensive lesson that near-collapse damage to irregular and brittle buildings is highly possible when soil is soft and epicenter is close, although the earthquake magnitude is just minor to moderate (M 5+).

The result of the previous work leads to the idea that the inner area of the hyperbolic shell generator should be minimized for the cooling tower with higher first natural frequency. In this study the inner area of the hyperbolic shell generator was graphically established under varying height of the throat and angle of the base lintel. From the graph, several shell geometries were selected and analysed in the aspect of the natural frequency. Three representative towers reinforced differently due to different first natural frequencies were analysed non-linearly and evaluated using a damage indicator based on the change of natural frequencies. The results demonstrated that the damage behaviour of the tower reinforced higher due to a lower first natural frequency was not necessarily advantageous than the others

Determining of the shape in the process of design for natural draught cooling tower is very important, because the shape of hyperbolic shell is respond sensitively to dynamic behavior of the whole cooling tower against wind load. In engineering practice, the geometric parameters have been determining based on the natural frequency. This study analyses influence of the tower shell geometric parameters on the structural behavior. For three representative models were selected, they were analyzed based on evaluation of damage by means of nonlinear FE-method. As a result, a hyperbolic rotational shell with the small radius overall was the lowest damage index induced by sufficient capacity of the stress redistribution and thus a wind-insensitive structure.

The deep see riser is often exposed to harsh ocean environment which may cause riser failure. If the riser fails, it may cause serious economical losses as well as environmental problems. Thus, monitoring the integrity of the rider for preventing sudden failure is very important. In this study, the structural behavior monitoring systems installed for the deep sea riser are examined, and, using the estimated behavior, the applicability of the structural integrity evaluation methods is examined via numerical analysis.

현행의 내진설계의 성능목표는 인명피해를 최소화하기 위한 구조물의 붕괴방지에 있으며 기존구조물의 내진보강도 이를 만족하도록 수행되고 있다. 그러나, 최근의 해외 지진피해사례를 살펴보면 큰 지진에서도 이러한 내진성능목표는 비교적 잘 달성되었지만 엄청난 경제적 손실이 동반되어 새로운 문제점으로 제기되고 있다. 이러한 큰 경제적 손실을 줄이기 위해서는 현행 붕괴방지성능에서 벗어나 구조물의 손상을 제어할 수 있도록 손상확률에 기반하여 내진성능목표를 설정하는 새로운 내진설계개념이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 구조적특성을 지닌 교량을 대상으로 하여 비선형지진해석을 수행하여 지진거동특성을 확인하고, 기준손상도에 대한 취약도곡선을 산정하였다. 이로부터 목표손상확률에 따른 교량구조물의 목표연성도의 특성을 분석하였다.

본 논문에서는 구조손상 탐색을 위해 매개변수 부 집합 선택에 의한 새로운 정규화 방법을 제안하였다. Residual function을 위해 동적 residual force 벡터를 이용하였다. 과거에는 Residual function으로서 기본 동적 특성치(고유치와 고유모드)를 이용하여 단일구조손상은 탐색할 수 있었지만 다중구조손상 위치를 탐색하기에는 한계가 있었을 뿐 아니라 고유모드와 고유치의 상이한 기여도 때문에 가중치를 적용해야 하는 어려움이 있었다. 본 논문에서 제안된 방법은 고유모드의 불완전한 계측을 보완하기 위하여 모델 확장법을 적용하였다. 제안된 구조손상 탐색법은 다중구조손상 위치를 동시에 찾아 낼 수 있는 장점을 가지고 있다. 2차원 평면 트러스 구조를 이용하여 제안된 방법의 효용성을 검증하였다.

본 논문에서는 다자유도계 구조물의 진동대 실험결과 분석에서 효율적인 지진손상도 평가 및 소성모형 추정을 목적으로, 계측결과를 각 부재별 소성이력으로 환산하고 이 소성이력에 대해 비선형 계수 추정법을 적용하는 다단계 방안을 연구하였다. 이때, 추정된 부재별 소성이력은 부재별 지진 손상도를 평가하는 지표로 활용될 수 있으며, 추정된 비선형 모형 계수를 이용하여 구축된 비선형 다자유도계 구조는 다양한 구조재해석의 모형으로 활용될 수 있다. 제시된 방법의 검증을 위해, 해석적 방법과 실험적 방법의 예제해석이 수행되었다. 예제해석 결과는 해석적 방법과 실험적 방법 모두에서 본 논문의 방법이 매우 효과적임을 보여 주고 있다.

강제진동을 가한 구조물의 제한된 위치에서 측정한 가속도를 사용하여 손상을 확인하고 평가하는 알고리듬을 개발하였다. 개발된 알고리듬에서는 선형적 구속-비선형 최적화에 의해 최적의 구조변수를 구하여 구조물을 인식하는 시간영역-시스템 인식기법을 사용하였다. 동적운동방정식의 오차를 최소화하도록 최적의 변수를 추정하였으며, 제한된 위치에서 측정된 가속도 자료를 이용하여 손상된 부재를 찾기 위하여 적합적 변수모음법을 적용하였다. 손상은 측정된 가속도의 시간이력에 시간창의 개념을 적용하여 통계적으로 평가하였다. 가속도가 측정된 자유도에서의 변위와 속도는 측정된 가속도를 적분하여 계산하였으며, 미측정 자유도에서는 변위를 추가의 미지변수로 추정하고, 속도와 가속도는 추정된 변위의 차분에 의해 수치적으로 계산하였다. 개발된 알고리듬의 효율성을 검증하기 위하여 트러스에 대한 수치모의실험을 실시하였다. 손상지수의 한계치를 정하고 각 부재에서의 손상가능도를 계산하기 위하여 자료교란법을 적용하였다.

대부분의 손상도 추정법들을 부재의 손상을 해당부재의 평균적인 강성감소로 표현하였다. 본 연구에서는 보다 실제적인 손상도를 추정하기 위하여, 접합부의 손상을 도입하였다. 접합부의 모형화를 위하여 보의 양단에 회전스프링을 추가하였으며, 접합부 손상을 접합부 강성의 감소로 정의하였다. 접합부의 손상도를 계측된 모드벡터를 바탕으로하여, 신경망기법을 추정하였다. 효율적인 훈련패턴을 만들기 위하여 Latin Hypercube Sampling 기법을 도입하였으며, 국부영역에서의 손상도추정을 위하여 부구조법을 도입하였다. 제안된 기법의 효율성을 검증하기 위하여 10층 프레임구조물에 대한 수치해석결과를 이용하였다. 예제해석을 통하여 추정결과가 상당히 정확함을 확인하여, 실제 적용 가능한 방법임을 알수 있었다.

구조물의 손상추정법은 정적방법과 동적방법으로 나눌 수 있다. 정적방법은 정적하중과 정적변위의 관계를 이용하여 구조물의 손상위치와 손상정도를 추정하는 방법으로 동적방법에 비해 수식이 간단하나, 정적하중과 정적변위의 관계만을 사용하여 구조물의 손상을 추정하므로 정적변위에 대한 오차에 매우 민감하다. 동적방법은 구조물의 고유한 진동특성을 나타내는 고유진동수와 진동모우드를 구하여 구조물의 손상을 추정하는 방법으로, 정적방법에 비해 동일한 측점에서 많은 양의 시간기록자료를 계측할 수 는 있으나, 신뢰성이 높은 많은 수의 고유진동수와 진동모우드를 구하기가 어렵다. 본 연구에서는 구조물의 정적변위, 고유진동수와 진동모우드에 대한 민감도행렬을 사용하여 구조물의 정적 및 동적특성을 동시에 고려할 수 있는 구조물의 손상추정법을 제시하였다. 제시한 방법은 구조물의 손상 전.후의 정적변위와 진동모우드의 변화량을 부등구속조건식으로한 최적화기법을 사용하므로, 제한된 계측절점과 오차를 고려할 수 있으며 정적변위와 모우드 민감도행렬이외의 다양한 구조적 특성에 대한 민감도를 구속조건식으로 사용할 수 있다. 트러스구조물에 대한 모의 수치예제를 통한 제안한 방법의 정확성과 효율성을 수치적으로 검증하였다.

석탑문화재는 오랜기간 야외에 노출됨으로써 자연재해, 인위적 훼손 등으로 인해 다양한 손상이 발생하고 있다. 이러한 다양한 손상유형에 따른 구조적 안전성을 확보하기 위해서는 체계적인 손상유형의 분류와 손상요인에 대한 분석이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 석탑문화재에 발생하는 다양한 손상을 구조적 손상과 비구조적 손상으로 분류하고 손상유형에 따른 구조적 영향요인을 분석하고자 한다.

건설해체공사와 유사한 특성을 갖는 원전 제염해체공사에서 구조적 리스크 관리는 매우 중요하다(DOE). 하지만 제염해체작업 중 발생할 수 있는 구조적 재난재해 및 위험요소는 크게 고려하지 않고 있다. 이로 인해, 구조적 재난 및 재해에 의해 발생할 수 있는 작업자 리스크 역시 체계적으로 정립되어 있지 않다. 또한, 재난 및 재해 그리고 리스크 분류체계는 작업의 특성(작업프로세스, 활용장비, 작업 위치 등)별로 분류되어 있지 않아 실제 해체공사를 위한 매뉴얼로 활용하기에 무리가 있다. 따라서 차폐 콘크리트 구조물 제염해체공사의 건설해체공사와의 유사성을 기반으로 작업의 특성별로 분류한 리스크를 도출하는 것은 원자력 발전소 해체공사 리스크 관리에 필수적으로 판단한다.

Extended Accumulated SIBIE in order to improve the limit of visibility of Accumulated SIBIE method is a method to significantly improve the performance of measurements by extension the region of visibility to a low-frequency region. Decrease of resonant frequency displayed in the lower frequency region than the thickness frequency is due to reduction in rigidity by essentially degradation and cross-sectional loss of members. It is necessary to clarify the relationship between the resonance frequency and the deterioration or damage patterns to learn these patterns. In this research, by obtaining the vibration mode and the natural frequency by the eigenvalue analysis, it was confirmed that dynamic analysis which take time and effort can be minimized.

In this study, Long-period component seismic wave is determined to a large damage of the non-structural material as compared to the structure damage when it is input to high-rise buildings, which allows to perform a vibration table test, was evaluated for damage or loss of the non-structural material.

The collapse of a large infrastructure cause serious losses. Therefore, there has been an increasing demand in using Structural Health Monitoring techniques for the building structures so that their maintenance cost and time can be reduced. In this study, a structural health monitoring methodology using dynamic responses is proposed for damage area estimation of a prototype building structure during shaking table testing in different positions of structural damage.

Severe corrosion damage on the deck surface of a orthotropic bridge deck with bulb rib has been reported in Japan. Therefore, in this study, structural behaviors of a orthotropic bridge deck was numerically examined using FE analysis program MARCment2010. Thus, its deck thickness was decreased according to corrosion damage level of the deck. The deformations and the stress distributions of a orthotropic bridge deck with bulb rib were compared and evaluated.