Seismic Capacity Evaluation of Existing Structures Incorporating Damage Assessment

송종걸,이진학,이동근,Song, Jong Keol,Yi, Jin Hak,Lee, Dong Guen Korean Society of Steel Construction 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.5

This paper covered two related subjects: the use of the inverse modal perturbation technique to assess structural damage in existing structures; and the use of a seismic capacity evaluation to assess damaged structures, with the aid of the identified structural damage. The substructural identification and the Tikhonov regularization algorithm were incorporated for efficient damage assessment of complex and large frame structures. The seismic capacity of a damaged structure was evaluated by comparing the structure's seismic responses and seismic damage indices. The effectiveness of the proposed method has been investigated through the numerical simulation study for a twenty-story frame structure with undamaged and damaged cases, and also different earthquake excitations. 이 연구는 구조물의 내진성능평가와 관련하여, 기설구조물의 현재 상태에서의 구조손상을 추정하고, 이를 반영하여 내진성능을 평가하도록 하는 절차를 제안하였다. 구조손상 추정을 위해서는 역섭동법을 사용하였고, 역섭동법의 단점을 극복하기 위하여 부분구조법과 Tikhonov의 정규화 방법을 도입하였다. 손상된 구조물의 내진성능 평가를 위하여 구조물의 지진응답과 해당 구조물의 지진손상지수를 이용하였고, 제안 방법을 20층 예제구조물에 적용하여 손상추정 결과를 반영하는 것의 영향을 분석하였다.

철근콘크리트 벽체구조물에 대한 등가단자유도 방법 및 등가 감쇠비 산정방법에 따른 역량스펙트럼해석

송종걸,장동휘,김학수,정영화,Song, Jong-Keol,Jang, Dong-Hui,Kim, Hark-Soo,Chung, Yeong-Hwa 한국전산구조공학회 2008 한국전산구조공학회논문집 Vol.21 No.2

기존의 하중-기반 방법을 대체할 방법중에 성능-기반 방법이 내진설계 및 내진성능평가의 기법으로서 널리 인식되고 있는 실정이다. 탄성응답스펙트럼을 사용하는 역량스펙트럼방법은 비선형 시스템을 등가의 선형시스템으로 치환하여 주어진 지진 하중에 대한 구조물의 최대 비선형 거동을 예측한다. 본 연구의 목적은 철근콘크리트 벽체구조물에 대하여 4개의 등가단자유도방법과 5개의 등가감쇠방법을 사용하여 역량스펙트럼방법의 정확성을 평가하는 것이다. 역량스펙트럼방법의 정확성을 평가하기 위하여 벽체구조물에 대한 진동대 실험결과와 비교하였다. 또한 이선형 곡선변환방법(등가에너지 근사화방법, 유효강성 사화 방법)에 의한 이선형 역량곡선들의 역량스펙트럼 해석에 대한 영향도 비교하였다. Performance-based approaches as an alternative method of the existing force-based approach have gradually become recognized tools for the seismic design and evaluation. The maximum inelastic displacement response using capacity spectrum method (CSM) with elastic response spectrum is estimated from seismic response of equivalent linear system converted from nonlinear system. The purpose of this paper is to evaluate accuracy of capacity spectrum method using the equivalent SDOF methods of 4 types and the equivalent damping methods of 5 types for RC wall structure. In order to evaluate accuracy of capacity spectrum analysis, the shaking table test results for RC wall structures are compared with those by the capacity spectrum analysis. Also, the effect of bilinear capacity curves by two bilinear approximation methods for capacity spectrum analysis is compared.

지진에 대한 강구조물의 피로손상도 추정법

송종걸,윤정방,이동근,Song, Jong Keol,Yun, Chung Bang,Lee, Dong Guen 한국강구조학회 1997 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.9 No.1

Structures subjected to strong seismic excitation may undergo inelastic deformation cycles. The resulting cumulative fatigue damage process reduces the ability of structures and components to withstand seismic loads. Yet, the present earthquake resistance design methods focus mainly on the maximum displacement ductility, ignoring the effect of the cyclic responses. The damage parameters closely related to the cumulative damage need to be properly reflected on the aseismic design methods. In this study, two cumulative damage assessment methods derived from the plastic fatigue theory are investigated. The one is based on the hysteretic ductility amplitude, and the other is based on the dissipated hysteretic energy. Both methods can consider the maximum ductility and the cyclic behavior of structural response. The validity of two damage methods has been examined for single degree of freedom structures with various natural frequencies against two different earthquake excitations.

무선센서네트워크 환경의 웹기반 교량모니터링 시스템

송종걸,김학수,정영화,이상우,남왕현,장동휘,Song, Jong-Keol,Jin, He-Shou,Chung, Yeong-Hwa,Lee, Sang-Woo,Nam, Wang-Hyun,Jang, Dong-Hui 한국방재학회 2008 한국방재학회논문집 Vol.8 No.5

무선센서네트워크 환경의 웹기반(web-based) 교량모니터링시스템을 갖추기 위하여 무선통신을 기반으로 디지털 초소형센서와 마이크로 프로세싱, 데이터 취합 및 관리를 위한 데이터베이스, 각종 제어 프로그램, 인터넷 데이터 전송 프로세서를 기본적으로 구축하여 무선으로 수신된 데이터를 수집하고 분석하였다. 그리고 이러한 교량모니터링 시스템의 적용성을 검증을 위하여 동일조건에서 유선방식과 무선방식으로 실험을 병행 수행한 후 각각의 계측결과들을 비교하였다. 비교한 결과 유선으로 계측한 결과와 무선으로 계측한 값은 유사하지만 무선센서의 통신과정에서 데이터의 손실이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 실내실험과 현장실험을 통하여 본 연구의 효율성과 적용성을 검증하였다. In this study, to establish a web-based bridge monitoring system with wireless sensor network environment, we constructed microminiaturized sensor based wireless communication techniques and micro processing, databases for data combination and administration, variable control programs and processors for transferring data by internet. Then those data are measured and analyzed by the constructed bridge monitoring system with wireless sensors. To evaluate the practicability of the bridge monitoring system with wireless sensor, we compared the values measured in the tests with wire sensor under same conditions. The results show that the trend of the data obtained from the monitoring systems with wire sensors and wireless sensors was very similar but the some lost data in the communication process with wireless sensor network environment. And through laboratory and field tests, the effectiveness and the applicability of the proposed methods were verified.

변전소 구조물의 구조형식에 따른 지진 응답 증폭계수 산정

송종걸(Song, Jong Keol),박성제(Park, Seong Jae) 대한토목학회 2019 대한토목학회 학술대회 Vol.2019 No.10

지진발생시 발전기의 내진스토퍼 해석에 관한 연구

송종걸(Song, Jong Keol),박성제(Park, Seong Jae) 대한토목학회 2018 대한토목학회 학술대회 Vol.2018 No.10

확률론적 내진성능평가를 위한 PSC Box 거더교의 지진취약도 해석

송종걸(Song Jong-Keol),김학수(Jin He-Shou),이태형(Lee Tae-Hyung) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 A Vol.29 No.2A

구조물의 지진취약도 곡선은 최대지반기속도, 가속도 스펙트럼(S<SUB>a</SUB>) 혹은 변위 스펙트럼(S<SUB>d</SUB>)등과 같은 지진의 크기를 나타내 는 다양한 수준에 대하여 정해진 손상상태를 초과할 확률을 나타내는 것으로 구조물의 내진성능과 지진위험도를 평가하는데 아주 중요하다. 본 논문의 목적은 국내 교량의 대표적인 형식의 하나인 PSC BOX 거더교에 대한 지진취약도를 분석하는 것이다. 이를 위해 실제지진기록을 사용하여 국내 내진설계기준에 적합한 인공지진을 작성하여 예제교량에 대한 비탄성 시간 이력해석을 수행하여 Shinozuka 등이 제안한 방법을 사용하여 지진취약도 곡선을 작성하였다. 최대지반가속도에 비해 구조물의 손상을 나타내기에는 S<SUB>a</SUB>와 S<SUB>d</SUB>가 보다 적절하므로 지진취약도 곡선을 S<SUB>a</SUB>와 S<SUB>d</SUB> 단위로 전환하여 나타내었다. 비탄성 시간 이력해석에 의해 평가된 최대지반가속도, S<SUB>a</SUB>, S<SUB>d</SUB> 단위의 취약도 곡선을 HAZUS에서 사용하는 간편식을 이용한 지진취약도 곡선과 비교하여 평가하였다. Seismic fragility curves of a structure represent the probability of exceeding the prescribed structural damage state for a given various levels of ground motion intensity such as peak ground acceleration (PGA), spectral acceleration (S<SUB>a</SUB>) and spectral displacement (S<SUB>d</SUB>). So those are very essential to evaluate the structural seismic performance and seismic risk. The purpose of this paper is to develop seismic fragility curves for PSC box girder bridges. in order to construct numerical fragility curve of bridge structure using nonlinear time history analysis, a set of ground motions corresponding to design spectrum are artificially generated. Assuming a lognormal distribution, the fragility curve is estimated by using the methodology proposed by Shinozuka et al. PGA is simple and generally used parameter in fragility curve as ground motion intensity. However, the PGA has not good relationship with the inelastic structural behavior. So, S<SUB>a</SUB> and S<SUB>d</SUB> with more direct relationship for structural damage are used in fragility analysis as more useful intensity measures instead of PGA. The numerical fragility curves based on nonlinear time history analysis are compared with those obtained from simple method suggested in HAZUS program.

역량스펙트럼방법을 이용한 지진취약도에 관한 연구

송종걸(Song, Jong-keol),김광전(Kim, Gwang-jeon) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

OpenSEES를 이용한 대칭 및 비대칭 콘크리트 박스거더교의 비탄성 정적해석

송종걸(Song, Jong Keol),김나연(Kim, Na Yeon),석철근(Seok, Cheol Geun) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

당가단자유도 방법의 영향을 고려한 다경간 교량의 내진성능 평가를 위한 비탄성 정적해석

송종걸(Song Jong-Keol),남왕현(Nam Wang-Hyun),정영화(Chung Yeong-Hwa) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 A Vol.26 No.3A

역량스펙트럼 방법은 비선형 거동을 하는 구조물의 최대 변위응답을 간편하게 산정하는데 사용된다. 역랑스펙트럼 방법을 사용하여 다경간 교량의 내진성능을 평가하기 위해서는 구조계를 대표하는 하나의 응답을 등가단자유도계 방법을 이용하여 다자유도 응답들로부터 유도하여야 한다. 등가단자유도 방법은 비탄성 정적해석에 의해 산정된 힘-변위 독선들로부터 역량곡선을 계산하는데 사용된다. 역량스펙트럼 방법에 사용되는 등가단자유도 방법의 정확성을 평가하기 위하여, 몇 개의 등가단 지유도방법과 결합된 역량스펙트럼 방법에 의해 산정된 최대변위응답을 설계지진스펙트럼에 대응되는 인공지진을 사용한 비탄성 시간이력해석의 변위응답과 비교하였다. The capacity spectrum method (CSM) can be used to simply estimate the maximum displacement response of the nonlinear structures. To evaluate seismic performance of multi-span bridges using the CSM, the representative response for structural system should be derived from the multi-degree-of-freedom (MDOF) responses by using the equivalent single-degree-of-freedom (ESDOF) method. The ESDOF method is used to calculate the capacity curve of the structural system from the pushover curves of all piers or structural members estimated by the pushover analysis. In order to evaluate an accuracy of ESDOF methods used in the CSM, the maximum displacements estimated by the CSM incorporating the several ESDOF methods are compared to those by the inelastic time-history analysis for several artificial earthquakes corresponding to the design spectrum.