• Title, Summary, Keyword: 구조성능

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The Structural Behavior and Performance by Span-to-Depth Ratio in Composite Structure of Sandwish System (셀 형상비에 따른 강.콘크리트 복합구조체의 구조적 거동 및 성능)

  • 정연주;정광회;김병석
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.2
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    • pp.181-192
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    • 2001
  • 이 논문은 샌드위치식 강-콘크리트 복합구조체에서 상하 강판과 격벽으로 구성되는 셀의 형상비가 거동과 성능에 미치는 영향을 다루었다. 이 구조체에서 셀 형상비는 하중전달 메카니즘과 하중분배능력을 변화시킨다. 따라서 셀 형상비에 따라 부재의 응력수준과 하중저항능력이 변화한다. 이 연구에서는 셀 형상비가 이 구조체의 거동과 성능에 미치는 영향을 규명하기 위해, 두 종류의 샌드위치식 복합구조체에 대해 다양한 셀 형상비를 설정하여 비선형 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 셀 형상비에 따른 하중전달 메카니즘과 부채 응력에서의 차이점을 도출하였으며, 이들 차이점을 바탕으로 셀 형상비가 전단성능, 휨성능, 하중저항성능에 미치는 영향을 분석하였고, 파괴모드와 연성에 미치는 영향에 대해서도 간략히 언급하였다. 연구결과, 셀 형상비가 증가함에 따라 하부 강판과 콘크리트의 응력수준이 낮아지는 결과를 나타내었다. 이것은 각 부재의 유효휨강성과 유효전단강성 증가를 나타내며, 따라서 구조체의 하중저항성능도 향상되는 것으로 판단된다. 특히 셀 형상비의 증가에 따른 성능향상에서 전단성능이 휨성능에 비해 더 큰 효과를 나타내며, 이러한 차이는 파괴모드와 연성에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 즉, 셀 형상비가 증가함에 따라 구조물의 거동 및 파괴모드는 점차적으로 전단에서 휨으로 변화하고, 이에 따라 구조물의 연성도 점차적으로 향상될 것으로 판단된다.

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Introduction and Necessity of concept of Demand for Performance-Based Design (성능기반설계에서의 요구성능의 개념 정의 및 필요성)

  • Lee, Byung-Goog;Park, Tae-Hyo;Lee, Sang-Youl
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • pp.125-128
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    • 2008
  • Studies for structure design has conducted in many research institutions. A basic concept of Performance-Based Design for structures was presented in seismic fields. Hereafter, Demand were defined to communicate owner's demand to designer by several research institution. Performance-Based Design is guaranteed by an accurate analysis from hazard affected to structures and from social, economical and environmental effects. It is essential to define Performance Level and Performance Objective to grasp accurate demand for structures. In this study, Performance Level and Performance Objective in ATC-40, FEMA-273 and Eurocode were defined to introduce Performance-Based Design.

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Structural Performance Investigation for the Reinforced Concrete Frames Deteriorated by the Reinforcement Corrosion (철근부식에 의한 철근콘크리트골조의 구조성능분석)

  • Choi, Se-Woon
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.28 no.5
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    • pp.563-570
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    • 2015
  • The existing research on the damage detection method for building structures has considered the damages from the excessive loadings such as the earthquake. However, the structural performance of building structures could be reduced due to the deterioration based on the chloride, carbonation during the long-term time. Thus, to effectively manage the healthiness of structures, the deterioration influences on the structures should be checked. In this study, the corrosion of rebars by the chloride is considered as the deterioration factor. To consider the structural performance reduction of the corroded rebars, the yield strength, cross-sectional area, rupture strain of rebars and the compressive strength of cover concrete based on the corrosion level are estimated. These properties of rebars and cover concrete are used for the procedure to evaluate the structural performance reduction of structural member level and the building level. The moment-curvature analysis is performed to evaluate the structural performance reduction of structural member level. Also, the eigenvalue analysis and the pushover analysis are performed to investigate the natural period and mode shape and the strength and deformation performance of buildings, respectively.

An Experimental Study on Setup of Classification System of Fire Resistance Wall Structure (벽체 내화성능 분류체계 설정을 위한 실험적 연구)

  • Choi, Dong-Ho;Kim, Dae-Hoi
    • Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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    • pp.111-114
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    • 2011
  • 건축물은 화재시 그 피해를 최소화하기 위해서 주요 구조부를 일정 수준의 내화구조로 시공되어야 한다. 현재 국내에서는 건축물 주요 구조부의 내화성능을 인정한 법정 내화구조를 규정하고 있으나 외국에 비하여 내화성능 및 구조의 구분없이 일률적으로 3시간의 내화성능을 규정하고 있으며, 이 경우도 규정된 후 상당한 시일이 경과되어 최근의 재료 및 공법 등을 적절히 수용하지 못하고 있는 실정이다. 이에 따라 현재 건축물 세부구조, 부위별로 내화성능을 세분화하여 규정할 필요가 있으며. 이를 위해 내화구조의 시험 자료를 근거로 한 경제적, 효율적 제도개선이 요구된다. 이에 본 연구에서는 국내의 법정내화구조로 규정된 벽체 구조를 대상으로 내화성능을 평가하여 각 구조별로 법정내화구조를 세분화한 기초자료를 제시하였다.

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Evaluation of Judging Structural Performance Based Design in Steel Structure (강구조 건축물의 성능기반설계를 위한 성능규정치의 평가)

  • Oh, Sang-Hoon;Oh, Young-Suk;Hong, Soon-Jo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.557-560
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    • 2009
  • 본 연구에서는 건물의 규모, 용도 및 형식 등에 따라 다양하게 요구되는 성능에 대응할 수 있도록 하기 위한 성능설계에 대한 개념을 검증하고, 강구조 건축물의 특성을 고려한 성능레벨 및 성능한계에 대한 분류방법을 제안하였다. 또한 강구조 건축물의 경우 강도가 높고 경량인 특성에 의해 다른 구조형식에서는 크게 고려하지 않아도 되는 거주성능 및 진동특성을 제어하여 기능을 유지하기 위한 성능레벨을 설정하여 구조물이 항복하기 전의 성능레벨을 기능유지 및 무손상의 2단계로 제시하고, 이 때의 한계치를 기능한계 및 손상한계로 구분하였다. 강구조 건축물의 손상한계를 정의하기 위해 강구조 건축물의 설계 예를 이용하여 항복 층간변형각을 조사하였다. 그 결과 구조물의 손상발생을 억제할 수 있는 손상한계를 규정하기 위해 주로 사용하고 있는 층간변형각은 구조형식 및 설계방법에 따라 편차가 크게 나타나고 있으므로 손상한계치의 층간변형각을 임의로 설정하는 것은 매우 어려우며 향후 이에 대한 해석적, 실험적 검증이 필요할 것으로 판단되었다.

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Identifying Significant Components of Structures for Seismic Performance Using FOSM Method (FOSM 방법을 이용한 내진성능 중요부재 판별법)

  • Lee, Tae-Hyung;Mosalam, Khalid
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.13 no.4
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    • pp.37-45
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    • 2009
  • The identification of significant structural components under seismic loading through a probabilistic approach is of interest to many structural engineers. The First-Order Second Moment method can be used to achieve this goal by estimating uncertainty in the seismic demand of a structural system induced by the capacity uncertainties of each structural component. Significant structural components are those to which the seismic demand of the structure is more sensitive than it is to other ones. The developed procedure demonstrated by a ductile reinforced concrete frame shows that it is computationally effective and robust in terms of identifying significant structural components.

Optimization of micro structure of solid oxide fuel cell electrode (고체산화물 연료전지 변수 조사 및 전극미세구조 최적화)

  • Jo, Dong Hyun;Chun, Jeong Hwan;Park, Ki Tae;Hwang, Ji Won;Kim, Sung Hyun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.71.2-71.2
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    • 2010
  • 고체산화물연료전지는 청정에너지원으로써 기존의 발전방식을 대신할 차세대 에너지원으로 각광 받고 있다. 고체산화물 연료전지는 고온에서 작동하는 특성상 실험을 통하여 전극미세구조 및 구동조건을 최적화하는 것은 매우 어렵다. 본 연구는 전기화학식을 이용한 전산모사를 통해서 고체산화물 연료전지의 구동조건에 따른 성능 평가 및 전극의 미세구조 최적화 과정을 수행하였다. 전극 내 전달현상을 무시하고 오직 전기화학반응만을 고려한 전산모사는 단전지의 전극미세구조 및 구동조건에 따른 전지성능을 빠르게 예측할 수 있으며, 이를 기반으로 다양한 조건에서 얻은 전지 성능 데이터를 통해 전극미세구조를 최적화하였다. 개회로전압, 활성화분극, 저항분극, 물질수송손실을 표현하기 위하여 Nernst 식, Butler-Voler 식, 옴의 법칙, dusty-gas 모델을 각각 사용하였으며, 전극미세구조 및 구동조건의 변화는 물질확산계수 및 교환전류밀도를 통하여 그 영향이 전지성능에 반영된다. 온도, 압력, 주입 연료의 조성에 대한 성능평가가 수행되었으며, 1023K, 1 bar의 조건하에서 최적의 단전지 성능을 위한 기공도와 기공크기를 조사하였다. 더 향상된 단전지 성능 확보를 위해서 실험에서 쓰이는 기능층(functional layer)과 유사하게 넓은 반응 면적과 원활한 반응물 및 생성물의 이동을 보장하도록 기공도 및 기공크기를 그레이딩한 전극구조(graded-electrode)를 디자인하고 성능을 평가하였다. 그 결과 기존의 전지구조 대신에 그레이딩된 전극을 사용할 경우 50%이상 향상된 전지성능을 예측할 수 있었다.

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Seismic Evaluation of Low-rise RC Building in korea (국내 저층구조물의 내진성능평가)

  • Park, Jin Hwa;Ahn, Tea Sang;Seo, Hyun Sik;Kim, Sang Dea
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • pp.29-29
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    • 2011
  • 국내에서 기존건축물의 내진성능평가 기법이 연구되기 시작한지 20여 년간 다양한 평가방법이 제안되었다. 그러나, 제안된 평가방법은 미국이나 일본의 평가 방법을 도입 및 수정하는 내용이 주가 되어 국내실정에 맞지 않는 부분도 많이 발견되었다. 따라서 국내에서 제안된 기존 건축물의 내진성능 평가기법, 지진피해예측에 근거한 보강건축물의 합리적인 선정방법 및 이들 건축물에 적합한 내진보강방법 등의 연구는 아직까지 초보적인 단계라고 할 수 있다. 이에 본 연구의 목적은 이러한 평가 기법을 적용한 국내 저층구조물의 내진성능을 평가하는 것이다. 저층구조물의 내진성능을 평가하기 위하여 1988년 내진설계가 도입되기 이전에 건립된 4층 규모의 학교구조물을 해석대상 구조물로 선정하였다. 대상 해석구조물의 내진성능평가는 일본의 내진성능 평가법을 참고하여 평가절차가 다소 복잡한 부분을 국내 실정에 맞게 개선시킨 내진화 우선도 평가방법과 정밀한 내진성능을 평하는 방법으로 세계적으로 널리 사용되고 있는 ATC-40 성능평가방법에서 등가단자유 모델로 변환 과정에서 등가유효감쇠 및 등가유효주기 산정 관계식의 문제점을 개선한 FEMA-440의 선형화 성능평가방법(Linearization Method)을 사용하여 구조물의 성능을 평가하였다. 내진 성능 평가를 위해 현재 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 구조물 비선형 전용 해석 프로그램인 Perform-3D를 이용하여 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 기존 저층구조물로 선정한 학교구조물에 대한 내진성능을 평가한 결과, 내진화 우선도 평가법 및 FEMA-440의 내진성능 평가는 유사한 경향의 결과를 나타내었고, 두 평가결과를 요약하면 Y방향은 보와 기둥에 끼인 조적벽체의 영향으로 별도의 내진성능이 향상 보강이 필요없으나, X방향은 창문하부 허리 조적벽 등의 영향으로 다소 취성적인 내진성능을 보유하고 있어 충분한 내진성능 확보를 위한 추가적인 보강이 필요한 것으로 판단된다.

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Experimental Test for Seismic Performance of PCS Structural System (PCS 구조 시스템의 내진 성능 분석)

  • Park, Soon-Kyu;Yeo, In-Seok
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.19 no.3
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    • pp.313-322
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    • 2007
  • The PCS system, which consists of precast concrete column and steel beam, is a kind of composite structural systems. In this paper, experimental study has been conducted to analyze seismic performance of bolted beam-to-column connections for the PCS system. Based on experimental results from the seismic testing of eight interior PCS specimens, it shows that behavior of PCS system is satisfactory to seismic performance criteria of ACI such as strength deterioration, stiffness degradation and energy dissipation capacity except initial stiffness. All of the specimens maintain their strength at large levels of story drift without significant loss of stiffness and show high ductility level for inelastic behavior. The energy dissipation capacity is two times greater than requirement of ACI criterion. But the initial stiffness of all specimens does not satisfy ACI criterion, and this phenomenon is similar to the other composite structural systems such as RCS, CFT system.

Behavior of Columns Due to Variation of Performance Influencing Factors Based on Performance Based Design (성능기반설계에 기초한 성능영향인자 변화에 따른 기둥의 거동분석)

  • Yun, Sung-Hwan;Choi, Min-Choul;Kang, Yoon-Sig;Park, Tae-Hyo
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.22 no.4
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    • pp.489-498
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    • 2010
  • The performance evaluation of reinforcement concrete structure is carried out as a function of the following performance influencing factors: (1) the strength of concrete, (2) longitudinal reinforcement, (3) transverse reinforcement, (4) aspect ratio, and (5) axial force. With various values of the five parameters, eigenvalue analysis and non-linear static analysis were performed to investigate the structural yield displacement, yield basis shear force, and static performance of ductility ratio. In addition, the performance evaluation is carried out according to the modified capacity spectrum method (FEMA-440) using the results of non-linear static analysis, and the effect of each parameter on performance point is analyzed. Based on the result of eigenvalue analysis and non-linear static analysis indicates, that the natural period and the ductility ratio are affected more by the structural properties than the material properties. In case of the analysis of the criterion of performance points, the effect of section shape is one of the important factors together with natural period and ductility ratio.