Existing reinforced concrete building structures constructed before 1988 have seismically-deficient reinforcing details, which can lead to the premature failure of the columns and beam-column joints. The premature failure was resulted from the inadequate bonding performance between the reinforcing bars and surrounding concrete on the main structural elements. This paper aims to quantify the bond-slip effect on the dynamic responses of reinforced concrete frame models using finite element analyses. The bond-slip behavior was modeled using an one-dimensional slide line model in LS-DYNA. The bond-slip models were varied with the bonding conditions and failure modes, and implemented to the well-validated finite element models. The dynamic responses of the frame models with the several bonding conditions were compared to the validated models reproducing the actual behavior. It verifies that the bond-slip effects significantly affected the dynamic responses of the reinforced concrete building structures.

Communication facilities play an essential role in disaster situations. Therefore, communication facilities need to have structural and functional safety during and after earthquakes. Recently, technology for partial seismic isolation has been increasing to protect data facilities and communication equipment installed in buildings from earthquakes. However, excessive displacement may occur in the seismic isolator during an earthquake due to the resonance between the building and the seismic isolator having long-period characteristics, which may cause overturning and separation of the installed equipment. In this study, analytical and experimental studies were conducted to evaluate the safety of seismic isolators installed in high-rise buildings. It was confirmed that damages might occur in buildings' seismic isolator, with resonance characteristics of less than 1 Hz.

This study develops finite element models for seismically-deficient reinforced concrete building frame retrofitted using fiber-reinforced polymer jacketing system and validates the finite element models with full-scale dynamic test for as-built and retrofitted conditions. The bond-slip effects measured from a past experimental study were modeled using one-dimensional slide line model, and the bond-slip models were implemented to the finite element models. The finite element model can predict story displacement and inter-story drift ratio with slight simulation variation compared to the measured responses from the full-scale dynamic tests.

A shake table test is conducted for the three-story reinforced concrete building structure using 0.28 g, 0.5 g, 0.75 g, and 1.0 g of seismic input motions based on the Gyeongju earthquake. Computational efforts are made in parallel to explore the mechanical details in the structure. For engineering practice, the elastic modulus of concrete and rebar in the dynamic analysis is reduced to 38% and 50%, respectively, to calibrate the structure's natural frequencies. The engineering approach to the reduced modulus of elasticity is believed to be due to the inability to specify the flexibility of the actual boundary conditions. This aspect may lead to disadvantages of nonlinear dynamic analysis that can distort local stress and strain relationships. The initial elastic modulus can be applied directly without the so-called engineering adjustment with infinite element models with spring and spring-dashpot boundary conditions. This has the advantage of imposing the system flexibility of the structure on the sub-boundary conditions of springs and damping devices to control its sensitivity in a serial arrangement. This can reflect the flexibility of realistic boundary conditions and the effects of system damping (such as the gap between a concrete footing and shake table, loosening of steel anchors, etc.) in scalar quantities. However, these spring and dashpot coefficients can only be coordinated based on experimental results, making it challenging to select the coefficients in-prior to perform an experimental test.

본 논문에서는 현재 시공중인 58층의 철근콘크리트조 고층건물에서 진동현식게이지를 통해 계측된 기둥의 축방향 변형률과 레이져 스캐닝을 통해 구한 횡변위를 3차원 시공단계해석에 의한 예측치와 비교하였다. 예측치는 ACI 209와 PCA의 재료모델식, PCA report의 축소량 산정알고리즘을 3차원 구조해석 프로그램으로 개발한 ASAP을 사용하여 구하였다. 비교결과 평면의 중앙부 기둥의 축방향 변형율 계측치는 시공단계 해석치와 거의 유사한 결과를 나타내었으나 각 모서리에 두 개씩 배치된 기둥의 경우 비교적 큰 오차를 나타내었다. 레이져 스캐닝에 의한 횡변위 계측결과는 해석결과와 유사한 경향을 보였으나 층당 계측치가 큰 변동을 나타내므로 향후 이를 해결하기 위한 계측 및 데이터 처리기법이 요구된다.

In this study, shaking table test was carried out to evaluate the seismic behavior and performance of low-rise reinforced concrete (RC) piloti structures with and without retrofit. The specimens were designed considering the characteristics of existing building with pilotis such as natural period, distribution factor of strength and stiffness between columns and core wall on the first soft story. The test for the non-retrofit specimen showed that damage was concentrated on the stiffer member on the same floor as the core wall failed by shear fracture whereas columns experienced slight flexural cracks. Considering the failure mode of the non-retrofit specimen, the retrofit method using steel rod damper was presented for improving the seismic performance of piloti structures. The results of the test for retrofit specimen revealed that the retrofit method was effective for controlling the damage as the main RC structural members were not destroyed and most of input energy was dissipated by hysteretic behavior of the damper.

구조물이 건전한 상태에서 진동계측을 통한 고유진동수와 감쇠율과 같은 동적특성의 분석에 대하여 국내 외적으로 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 실물 구조물에 대하여 파괴 직전까지의 큰 손상 후에 진동계측을 통한 동적특성에 대한 연구는 상대적으로 매우 미약한 실정이다. 따라서 본 연구는 3층 철근콘크리트조 건물에 엑츄에이터로 하중을 주어 건물에 손상을 준 후에 손상 전 후의 진동계측을 통하여 동적특성을 파악하였다. 손상 전 후에 대한 고유진동수 및 감쇠율을 산정하였으며, 이 결과를 국외의 기존 연구와 비교하였다. 상시진동계측 및 인력가진을 통한 계측방법을 실시하였으며, 계측 전에 고유치 해석을 선행하여 계측치와 비교분석을 하였다. 120mm의 수평변위를 준 결과 구조물의 파괴 직전 손상 전 후에 장변과 단변의 고유진동수는 각각 34.3%, 33.7% 감소하였고, 감쇠율은 각각 36.5%, 19.5% 감소하였다. 기존 국외의 연구결과와의 비교를 한 결과 고층형 건물보다 강성의 변화가 크게 감소됨을 확인할 수 있었으며, 저층형 구조물에 대한 안정성 검토가 시급함을 확인할 수 있다.

노스리지 지진에 의해 손상을 받은4층 철근콘크리트조 골조건물을 대상으로 선형가진기 및 대용량의 편심가진기를 이용한 강제진동실험과 상시미진동 측정을 실시하였다. 미진동 가속도데이터 및 선형가진기에 의한 백색잡음 실험시의 가속도데이터로부터 구조물식별을 수행하여 7차모드까지의 고유진동수 및 모드감쇠비를 얻었다. 두대의 대용량 편심가진기를 사용하여 얻은 큰 진폭의 조화 진동하에서는 가속도데이터를 사용하여 각 방향 1차모드를 식별하였으며 변위계와 변형게이지를 이용하여 층간변위각, 기둥과 슬래브와 같은 구조부재의 곡률분포를 측정하였다. 각 경우 고유진동수는 진동의 크기가 클수록 낮아졌다. 즉, 편심가진기가력시 고유진동수는 상시미진동시에 비해 70{\sim}75%, 선형가진시가력시에 비해 92{\sim}93% 정도로 낮게 나타났다. 이러한 진동수의 감소폭은 지진에 의해 큰 손상을 받았던 건물의 남북방향에서 크게 나타났다.

격납건물은 원자로 사고발생시 방사능물질의 외부 유출을 막는 최후의 방벽이므로 가동 중 원전의 격납건물에 대한 안전성평가는 반드시 수행되어야 된다. 이러한 맥락에서 이 논문은 원전 격납건물의 비선형해석을 위해 탄소성 모델을 바탕으로 개발된 8절점 가변형도 쉘 요소와 이를 이용한 구조물의 비선형해석에 대하여 기술하였다. 비선형해석을 위해 콘크리트의 압축거동에 Drucker-Prager 파괴기준을 적용하였고 파괴포락선의 형상을 결정짓는 재료매개변수는 이축응력 실험으로부터 도출하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 횡 전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였고 쉘의 두께가 얇거나, 즉 종횡비가 작거나, 균일하지 않은 유한요소망을 사용할 경우 구조물의 강성이 과대하게 평가되는 묶임현상(locking phenomenon)을 제거하기 위해 본 논문에서는 가변형도법을 도입하였다. 개발된 철근콘크리트 쉘 요소의 성능검증을 위해서 벤치마크 테스트를 수행하였고 그 결과 이 논문에서 도출한 유한요소해석 결과는 실험결과와 잘 일치 하였다

A performance-based seismic design method for reinforced concrete building structures being developed in Japan is outlined. Technical and scientific background of the performance-based design philosophy as well as recently developed seismic design guidelines are is presented, in which maximum displacement response to design earthquake motion is used as the limit-state design criteria. A method of estimating dynamic response displacement of the structures based on static nonlinear analysis is described. A theoretical estimation of nonlinear dynamic response considering the characteristics of energy input to the system is described in detail, which may be used as the standard method in the new performance-based code. A desing philosophy not only satisfying the criteria but also evaluating seismic capacity of the structures is also introduced.

In this paper, the necessity of developing effective nondestructive testing and monitoring techniques for the evaluation of structural integrity and performance is described. The evaluation of structural integrity and performance is especially important when the structures and subject to abrupt external forces such as earthquake. A prompt and extensive inspection is required over a large area of earthquake-damaged zone. This evaluation process is regarded as a part of performance-based design. In the paper, nondestructive testing and monitoring techniques particularly for concrete structures are presented as methods for the evaluation of structural integrity and performance. The concept of performance-based design is first defined in the paper followed by the role of evaluation of structures in the context of overall performance=based design concept. Among possible techniques for the evaluation, nondestructive testing methods for concrete structures using radar and a concept of using fiber sensor for continuous monitoring of structures are presented.

25층 규모의 중층 철근콘크리트 주거형 건물을 예제모델로 선정해 구조성능 분석을 진행하였다. 예제모델은 5층, 10층 15 층 20층 25층의 시공단계 모델과 설계가 완료된 완공단계 모델로 구분해 구조해석을 수행하였다. 완공단계와 시공단계 모델들에 대하여, 고유치해석, 횡력저항성능, 완공단계와 시공단계의 설계강도비 비교를 통한 단면성능 검토를 수행하였다. 검토 결과, 시공단계와 완공단계 모두 횡변위와 층간변위비에서 건축구조기준 제한을 초과하지 않는 것을 확인하였고, 단면성능 검토에서는 벽체 일부 데이터를 제외한 모든 부재에서 구조적 안전성을 확인하였다. 따라서 중층 철근콘크리트 주거형 건물의 완공단계에서 구조적 안정성이 확보되면 시공단계에서도 구조적 안전성 확보가 이루어진다는 결론을 도출할 수 있었다.

중층 철근콘크리트 주거형 건물은 국내에서 많은 비중을 차하며, 이러한 건물의 시공단계에서 발생 될 수 있는 문제에 대한 구조성능 분석이 필요하다. 이를 위하여, 25층 규모의 중층 철근콘크리트 주거형 건물을 예제모델로 선정해 구조성능 분석을 진행하였다. 예제모델을 5층, 10층, 15층, 20층, 25층의 시공단계 모델과 설계가 완료된 완공단계 모델로 구분해 구조해석을 수행하였다. 완공단계와 시공단계 모델들에 대하여, 고유치해석, 횡력저항성능, 완공단계에서의 설계강도비와 시공단계에서의 설계강도비를 비교를 통한 단면성능 검토를 수행하였다. 검토 결과, 시공단계와 완공단계 모두 횡변위와 층간변위비에서 건축구조기준 제한을 초과하지 않았는 것을 확인하였고, 단면성능 검토에서는 벽체의 일부 데이터를 제외한 모든 부재에서 구조적 안전성을 확인하였다. 따라서, 중층 철근콘크리트 주거형 건물의 완공단계에서 구조적 안정성이 확보되면 시공단계에서도 구조적 안정성 학보가 이루어진다는 결론을 도출할 수 있었다.

The purpose of this study is the evaluation of the seismic performance for the reinforced concrete piloti building considering special earthquake load. For this, nonlinear static push-over and dynamic seismic response analysis for the two models designed with and without special earthquake load were carried out.

The objectives of this research are to compute performance point using capacity spectrum analysis, and to use structural damage states classification and damage state criteria through interstory drift angle presented in HAZUS. Seismic fragility curve is drawn by seismic fragility parameter and predict damage probability about non seismic reinforced concrete buildings according to building shapes.

This is preliminary study for development of specialized seismic performance evaluation and reinforce guidelines for piloti-type buildings. A residential Building with Pilotis was selected and the seismic performance evaluation was performed. The vulnerable parts of the piloti-type building for earthquake and the risks are verified. Finally, the necessity of evaluation and reinforce guidelines for the building with pilotis is presented.

This study presents the seismic evaluation and prediction of post-retrofitted piloti-type reinforced concrete building with buckling-restrained braces (BRBs) under the successive earthquakes. For seismic assessment before and after retrofit of the BRBs, the fragility analysis is considered. The fragility relationships for the damaged building between ground shaking intensity and damage probability were derived under the successive earthquakes.