While the subduction zone earthquakes have long ground motion durations, the effects are also not covered in seismic design provisions. Additionally, the collapse risk of steel frame buildings subjected to long-duration ground motions from subduction earthquakes remains poorly understood. This paper presents the influence of ground motion duration on the collapse risk of steel frame buildings with special concentrically braced frames in chevron configurations. The steel buildings considered in this paper are designed at a site in Seattle, Washington, according to the requirements of modern seismic design provisions in the United States. For this purpose, the nonlinear dynamic analyses employ two sets of spectrally equivalent long and short-duration ground motions. Based on the use of high-fidelity structural models accounting for both geometric and material nonlinearities, the estimated collapse capacity for the modern code-compliant steel frame buildings is, on average, approximately 1.47 times the smaller value when considering long-duration ground motion record, compared to the short-duration counterpart. Due to the sensitivity to destabilizing P-Delta effects of gravity loads, the influence of ground motion duration on collapse risk is more profound for medium-to-high-rise steel frame buildings compared to the low-rise counterparts.

In this study, based on the Building Register, status and existing structural criteria of small-scale steel-frame building is reviewed. As a result, the accumulated small-scale buildings account for about 85% of cumulative entire building. Furthermore, since 2000, the small-scale steel-frame buildings account for about 55% of the small-scale buildings. In other words, the proportion of small-scale steel-frame buildings has been increased. However, the structural criteria is not only insufficient but also structure for some small-scale steel-frame buildings does not have a reference.

구조물의 안전성 평가에서 부재에 실제 발생하는 응력을 파악해야 정확한 구조 건전도 모니터링(Structural Health Monitoring)을 할 수 있다. 구조물에 작용하는 하중은 실제 구조물이 갖고 있는 불확실 요소 중 하나이며 이를 식별함으로써 부재에 실제 발생하는 응력을 정확히 파악할 수 있다. 본 연구는 철골 골조 구조물의 일부 구조 부재에서 계측한 변형률을 통해 가해진 하중을 식별하는 모델을 제안하고 이를 실험을 통해 검증한다. 골조의 하중 식별 모델에서는 계측한 변형률 데이터와 계측점에서의 추정 변형률 간의 오차를 최소화하기 위해 최소제곱법을 적용하였고, 이를 통해 가해진 하중의 크기를 추정하게 된다. 제시한 모델을 검증하기 위해 5층 1경간 3차원 철골 모멘트 골조를 대상으로 정적 가력 실험을 수행하였다. 기 측정한 하중 모듈을 단계별로 정적 가력하며 해당 단계별로 골조의 일부 위치에서 계측한 변형률 데이터를 식별 모델에 적용하여 가력한 하중의 크기를 추정하였다. 추정한 하중은 실험 시 가력한 하중 크기와 비교하여 본 연구에서 제시하는 하중 식별 모델을 검증하였다.