CE RCD (Recreational Craft Directive) is a certification for the design and construction of small vessels, including pleasure yachts, which are widely used not only in the countries within the European Union, but also in Japan and Southeast Asia. Recently, South Korean leisure craft shipyards have developed interest in exporting to foreign leisure craft markets such as Europe; however, they have encountered difficulties because of the CE RCD regulations, which are relatively complex and difficult to understand. The requirements for buoyancy and stability, which are essential properties that must be understood within the early stage of ship design, are defined based on ISO 12217. However, preparing this assessment according to ship classification regulations is an exceedingly complex task, even with knowledge of naval architecture. In this research, we have developed design support tools to systematically support assessments and preemptively define design information so that buoyancy and stability assessments based on ISO 12217 can be systematically prepared. Our research results were applied to actual examples of yacht design to confirm validity. We believe that the improved yacht design process presented in this research can act as a foundational reference for enhancing the effectiveness and systematic buoyancy and stability assessments.

The purpose of earthquake resistant design for typical bridges is the ‘No Collapse Design’ allowing emergency vehicles just after earthquakes. The Roadway Bridge Design Code provides design provisions to carry out such ‘No Collapse Design’ with a ductile mechanism and response modification factors given for connections and substructure play key role in this procedure. In case of response modification factors for substructure, the Roadway Bridge Design Code provides values considering ductility and redundancy. On the other hand, ‘AASHTO LRFD Bridge Design Specifications’ provides values considering additionally an artificial factor according to the bridge importance categories divided into critical, essential and others. In this study, a typical bridge with steel bearing connections and reinforced concrete piers is selected and different response modification factors for substructure are applied with design conditions given in the Roadway Bridge Design Code. Based on the comparison study of the design results, supplementary measures are suggested required by applying different response modification factors for substructure.

The air blowers for fuel cell electric vehicle usually have big difference between inlet and outlet pressure. When the casing of the air blowers is designed, the stress analysis is required. (Approximately Inlet pressure is 0.5bar and outlet pressure is 2bar.) Gap distance between the casing and the impeller is 0.3mm. Therefore, if the amount of maximum deformation of casing is larger than 0.3mm, impeller crashed the casing. In order to avoid crashing, both the thickness and number of rims are changed and carried out simulations on each cases.

Site response analyses were performed based on equivalent linear technique using shear wave velocity profiles of 162 sites collected around the Korean peninsula. The site characteristics, particularly the shear wave velocities and the depth to the bedrock, are compared to those in the western United States. The results show that the site-response coefficients based on the mean shear velocity of the top 30m (V_{S30}) suggested in the current code underestimates the motion in short-period ranges and overestimates the motion in mid-period ranges. The current Korean code based on UBC is required to be modified considering site characteristics in Korea for the reliable estimation of site amplification. From the results of numerical estimations, new regression curves were derived between site coefficients (F_{a}\;and\;F_{v}) and the fundamental site periods, and site coefficients were grouped based on site periods with reasonable standard deviations compared to site classification based on V_{S30}. Finally, new site classification system and modification of design response spectra are recommended considering geotechnical characteristics in Korea.

동반논문(II-지반분류 개선방법)에서는 지반의 고유주기를 기준으로 지반을 분류하는 방법이 국내 지반조건에 적합한 지반분류 방법으로 제시하였다. 그러나, 지반분류 방법을 개선하여도 해석결과의 평균 스펙트럼 가속도 값과 재산정된 응답스펙트럼과 차이가 나타나는 부분이 존재한다. 이는 설계응답스펙트럼을 작성에 필요한 증폭계수를 계산하는 방법을 변경해야 해결할 수 있다. 본 논문에서는 국내 지반조건에 적합하도록 증폭계수를 재산정하기 위한 적분구간 변경에 대하여 검토하였다. 검토 결과 장주기 영역의 증폭계수 F_v의 적분구간은 현재 주기 0.4초{\sim}2.0초에서 주기 0.4초{\sim}1.5초로 변경할 경우 해석결과의 평균 스펙트럼 가속도 값과 설계응답스펙트럼이 비교적 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었고, 기존의 방법보다 국내 지반특성에 더 적합한 설계응답스펙트럼을 작성할 수 있었다.

동반논문 (I)에서는 국내 지반특성에 적합하도록 국내 내진설계기준이 개선되어야 한다는 결론을 얻었다. 본 논문에서는 우수한 지반분류 방법을 찾기 위하여 상부 토층 30m의 평균 전단파속도(V_{S30}), 지반의 고유주기(T_G) 및 기반암 깊이를 이용한 지반분류 방법에 대하여 심도있게 검토하였다. 증폭계수(F_a,\;F_v)의 표준편차, 해석결과의 평균 스펙트럼 가속도와 재산정된 응답스펙트럼을 비교한 결과 각각의 방법에서 큰 차이가 발생하지 않아 특정한 방법이 우수하다고 판단하기 힘들었다. 그러나, T_G를 이용한 방법에서 RRS 값의 증폭구간이 좁은 구간에 집중되는 경향을 보여 지진시 유사한 거동특성을 나타내는 지반을 같은 지반그룹으로 분류할 수 있는 장점이 있었다. 또한, 증폭계수와 T_G의 상관관계를 나타내는 추세선의 경우, V_{S30} 방법 보다 입력 가속도의 증가에 따른 지반의 비선형성 효과를 더욱 명확하게 나타낼 수 있었다. 마지막으로, V_{S30}을 이용하여 지반을 분류할 경우 기반암이 30m 보다 얕은 곳에 존재하는 경우에도 무조건 심도 30m까지 기반암의 전단파속도를 가정하여 계산해야 하나, T_G를 이용할 경우 이러한 불확실성을 제거할 수 있어 우수한 방법으로 판단된다. 본 논문에서는 지반의 고유주기를 이용한 방법을 기반암 깊이가 얕은 국내지반특성에 적합한 지반분류 방법으로 제안하였다.

본 논문에서는 국내 162개 지반에 대한 전단파속도 주상도, 기반암 깊이 및 지반의 동적변형특성을 획득하여 등가선형해석을 수행한 후 미국 서부해안지역의 지반 특성과 비교 검토하였다. 검토 결과 국내의 일반적인 특성을 가지는 지반과 미국 서부해안지역의 지반은 기반암 깊이와 고유주기가 매우 다름을 확인하였다. 지진응답 해석 결과 단주기 증폭계수 F_a의 경우 1997 UBC 기준의 값보다 크게 산정되었고, 장주기 증폭계수 F_v는 작게 나타나 국내 지반특성에 적합한 증폭계수는 현재 국내 내진설계기준 값과는 매우 다른 경향을 보였다. 따라서, 증폭계수를 재산정하고 설계응답스펙트럼을 개선해야 할 필요성을 확인하였다. 본 논문에서는 현재 이용되고 있는 내진설계기준과 국내 지반특성과의 차이점 파악에 중점을 두었고, 개선방법에 대한 내용은 동반논문(II 지반분류 개선방법, III 설계응답스펙트럼 개선방법)에서 심도있게 논의하였다.

본 연구에서는 지하구조물의 내진 설계를 위한 수정된 응답변위법을 제안하였다. 먼저 기존 응답변위법의 적용성을 검증하기 위해서 매설심도와 지반조건을 변수로 하여 국내의 특성이 반영된 경우에 대한 해석을 수행하였으며 정밀 동적 해석의 결과와 비교하였다. 최대휨모멘트 및 상대 변위를 비교한 결과, 응답변위법의 정확도에 영향을 크게 미지는 속도응답스펙트럼과 지반반력계수 산정의 필요성이 확인되었다. 따라서 국내의 실정에 맞도록 수정된 속도응답스펙트럼과 새로운 지반반력계수 산정식 제안을 위한 방법을 고찰하였다. 제안된 응답변위법의 타당성 및 적용성을 검증하기 위하여, 지반의 조건 및 구조물의 크기 매설심도, 기반암의 위치를 변화시키면서 해석을 수행하였다. 응답변위법의 해석결과와 정밀 동적 해석법의 결과를 비교ㆍ분석하여 국내 지하구조물의 내진 설계를 위한 응답변위법의 적용 가능성을 검증하였다.

In this study, it modeled the ground proper to geotechnical site characteristics in Korean urban area, compared geotechnical site characteristics of the selected 158 grounds in Korean urban areas with characteristics of the ground in the western part of the United States and performed earthquake responses to improve the decision method of the design earthquake force. Based on the amplification factor from the analysis results, the response spectra of each ground were developed and analyzed with the design response spectra presented in the seismic design criteria.

In this study, it modeled the ground proper to geotechnical site characteristics in Korean urban area, compared geotechnical site characteristics of the selected 158 grounds in Korean urban areas with characteristics of the ground in the western part of the United States and performed earthquake responses to improve the decision method of the design earthquake force. Based on the amplification factor from the analysis results, the response spectra of each ground were developed and analyzed with the design response spectra presented in the seismic design criteria.