목표스펙트럼의 평균과 분산을 고려하기 위한 시뮬레이션 기반의 효율적인 지반운동기록 선정 알고리즘

석승욱,한상환,Seok, Seung-Wook,Han, Sang-Whan 대한건축학회 2012 대한건축학회논문집 Vol.28 No.2

Linear and nonlinear dynamic analyses become popular in seismic design and seismic performance evaluation procedures. The accuracy of the results of such analyses depends not only on accurate analytic model of structures but also a proper selection of input ground motions. The purpose of this study is to develop a computationally efficient and accurate algorithm for selecting ground motions considering the mean and variance of target response spectrum. The proposed algorithm adopts a simulation based process for generating a desired number ($=n_g$) of simulated response spectra using the Monte Carlo Simulation with information of the mean, variance, and correlation structure of target response spectrum. The accuracy of selecting ground motions using the proposed algorithm is improved by generating multiple (=100) sets of simulated response spectra. Ten sets are chosen from the 100 sets, which best match the mean and standard deviation of a target response spectrum. Ground motions are then selected for each of the top ten sets. The set of ground motions having the mean and standard deviation of their response spectra that best match the target response spectrum is the one to be selected. To verify the accuracy and efficiency of the algorithm, numerical examples are provided.

삼중 나노소재 혼입 콘크리트의 유한요소 모델링

석승욱 ( Seok Seungwook ),이상민 ( Lee Sangmin ),배백일 ( Bae Baekil ),배성철 ( Bae Sungchul ),최창식 ( Choi Changsik ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.1

최근 콘크리트의 내진, 내화, 내구 성능 향상을 목표로 삼중 나노소재 혼입 콘크리트가 연구 개발되었다. 본 연구는 이러한 고성능 콘크리트를 모사하기 위한 유한요소 재료 구성 모델을 기존의 검증된 모델 (ABAQUS 유한요소해석 프로그램의 Concrete Damaged Plasticity 모델)을 기반으로 최적화된 물성치를 제안하고자 한다.

냉간성형강 볼트 접합부의 유한요소 모델링 방법

석승욱(Seok, Seungwook),최창식(Choi, Chang-Sik) 대한건축학회 2023 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.43 No.1

콘크리트 손상-가소성 모델2 (CDPM2)을 이용한 철근콘크리트 부착거동 모델링

석승욱(Seok, Seungwook),배백일(Bae, Baek-Il),최창식(Choi, Chang-Sik) 대한건축학회 2023 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.43 No.2

목표스펙트럼에 근사한 지반운동 선정 방법에 따른 결과 비교

석승욱(Seok Seung-Wook),한상환(Han Sang-Whan) 대한건축학회 2011 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.31 No.2(구조계)

Proper selection of ground motions is important for predicting accurate demand and capacity of the structure using linear and nonlinear time history analyses of the structure. This paper compares with results from two method for selecting ground motions matching a target spectrum which are proposed by Kottke and Rathje (2008) and Han and Seok (2011), respectively. each method help users to select ground motions from the ground motion library that have their mean response spectrum matching the shape and magnitude of the target response spectrum easily. Results from each method show that Han and Seok (2011)’s method is even more efficient and enough accurate to realize target values, especially a target variance.

목표스펙트럼의 평균과 분산을 고려하기 위한 시뮬레이션 기반의 효율적인 지반운동기록 선정 알고리즘

석승욱(Seok Seung-Wook),한상환(Han Sang-Whan) 대한건축학회 2012 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.28 No.2

Linear and nonlinear dynamic analyses become popular in seismic design and seismic performance evaluation procedures. The accuracy of the results of such analyses depends not only on accurate analytic model of structures but also a proper selection of input ground motions. The purpose of this study is to develop a computationally efficient and accurate algorithm for selecting ground motions considering the mean and variance of target response spectrum. The proposed algorithm adopts a simulation based process for generating a desired number (=ng) of simulated response spectra using the Monte Carlo Simulation with information of the mean, variance, and correlation structure of target response spectrum. The accuracy of selecting ground motions using the proposed algorithm is improved by generating multiple (=100) sets of simulated response spectra. Ten sets are chosen from the 100 sets, which best match the mean and standard deviation of a target response spectrum. Ground motions are then selected for each of the top ten sets. The set of ground motions having the mean and standard deviation of their response spectra that best match the target response spectrum is the one to be selected. To verify the accuracy and efficiency of the algorithm, numerical examples are provided.

비탄성변위비와 붕괴강도비를 이용한 MPA기반의 IDA 해석법

한상환,석승욱,이태섭 한국지진공학회 2010 한국지진공학회논문집 Vol.14 No.5

본 연구는 Modal Pushover Analysis(MPA)를 기반으로 비탄성 변위비(inelastic displacement ratio, C_R)와 붕괴 강도비(collapse strength ratio, R_C)를 이용한 간략한 Incremental Dynamic Analysis (IDA) 해석법을 제안해 냈다. 이 해석법은 선형 또는 비선형 동적해석 수행 없이 다자유도 시스템의 응답을 계산하기 때문에 간단하게 IDA곡선을 얻을 수 있다. 제안한 방법의 정확성은 6층, 9층, 20층의 철골 모멘트 골조를 대상으로 44개의 지진데이터를 사용하였으며 본 연구에서 제안하는 MPA를 이용한 C_R-R_C IDA 해석결과와 비선형 동적해석 (Nonlinear Response History Analysis)을 통한 IDA 응답값, 그리고 각 주요모드의 비선형 동적해석을 통한 MPA-IDA 응답 값을 비교하여 타당성을 확인하였다. MPA를 이용한 C_R-R_C IDA 해석법은 반복된 비선형 동적해석 과정이 없기 때문에 계산시 소요시간이 가장 작았으며 비교적 정확한 결과를 나타냈다. This study develops an approximate procedure for incremental dynamic analysis (IDA) using modal pushover analysis (MPA) with empirical equations of the inelastic displacement ratio (C_R) and the collapse strength ratio (R_C). By using this procedure, it is not required to conduct linear or nonlinear response history analyses of multi- or single- degree of freedom (MDF) systems. Thus, IDA curves can be effortlessly obtained. For verification of the proposed procedure, the 6-, 9- and 20-story steel moment frames are tested under an ensemble of 44 ground motions. The results show that the MPA-based IDA with empirical equations of C_R and R_C produced accurate IDA curves of the MDF systems. The computing time is almost negligible compared to the exact IDA using repeated nonlinear response history analysis (RHA) of a structure and the original MPA-based IDA using repeated nonlinear RHA of modal SDF systems.

목표스펙트럼에 근사한 평균응답스펙트럼을 갖는 지반운동집단의 효율적인 선정방법

한상환,석승욱 한국지진공학회 2011 한국지진공학회논문집 Vol.15 No.5

본 연구에서는 지반운동 라이브러리에서 목표스펙트럼에 근사한 평균응답스펙트럼을 갖는 한 개 혹은 다수의 지반운동을 선정하는 효율적인 방법을 제안하고자 한다. 지반운동 선정 시 목표스펙트럼의 형상과 크기를 맞추어야 하는데 이 두 가지를 독립적으로 고려할 수 있다는 기존 연구결과에 따라 본 연구에서도 형상이 가장 유사한 지반운동을 찾고 크기를 맞추기 위하여 배율조정계수를 사용한다. 형상을 맞추기 위해 각 주기에서 목표스펙트럼과 지반운동 평균응답스펙트럼의 차이 값의 표준편차가 최소가 되도록 하여 선정하는 방법을 제안하였다. 형상이 결정된 후 그 크기를 맞추기 위해 본 연구에서 제안한 배율조정계수를 찾는 방법은 기존 연구와 달리 한번에 찾을 수 있도록 제안하였다. 40개의 지반운동 라이브러리로부터 제안한 방법을 이용하여 목표스펙트럼에 근사한 평균스펙트럼을 갖는 7개의 지반운동기록을 선정한 결과, 그 정확성과 계산소요시간에 있어 모두 만족할만한 결과를 보였다. This paper proposes an efficient method for selecting ground motions with the mean response spectrum matching a target spectrum. Since former studies reported that the shape and amplitude of the response spectra can be treated independently for selecting ground motions, this study first selects ground motions such that the shape of their mean response spectrum matches that of the target spectrum, then scales the ground motions. To select the ground motions best matching the shape of the target response spectrum, the standard deviation of the difference between the target response spectrum and the mean response spectrum of the selected ground motions needs to be minimized. Unlike the existing procedure, the scaling factor can be computed without iteration. Based on the selection results of 7 ground motions from a library of 40 ground motions, the proposed method is verified as an accurate and efficient method.

Surface-to-Surface 접촉 모델을 적용한 콘크리트 쪼갬인장강도 시험 모델링

이상민,석승욱,최창식 한국콘크리트학회 2023 콘크리트학회논문집 Vol.35 No.3

본 연구에서는 콘크리트에 surface-to-surface 접촉 모델(surface-to-surface contact model)의 적용을 검증하기 위한 해석적 연구를 수행하였다. 가력판과 콘크리트 실린더의 접촉 표면에 surface-to-surface 접촉 모델을 적용하여 상용 유한요소해석 프로그램 ABAQUS로 3개의 쪼갬인장강도 시험을 시뮬레이션하고 3차원 환경에서 평면-평면 접촉 테스트(flat-flat contact test)와 평면-곡면 접촉 테스트(flat-circle contact test)를 수행하였다. 이후 2 mm 크기의 요소로 쪼갬인장강도 시험을 3D 유한요소해석을 수행하였다. 요소의 크기를 줄일 경우 해석 시간이 비약적으로 상승하였다. 따라서 2D 유한요소해석을 이용하여 0.5 mm 크기의 요소로 후속 해석을 수행하였다. 이러한 접근법을 통해, 요소의 크기가 감소함에 따라 해석 결과가 실험 쪼갬인장강도에 더 근접하였으며, 이는 제안된 모델링 기법이 타당함을 의미한다.

강도한계 이선형 단자유도 시스템의 비탄성 변위비

한상환,이태섭,석승욱 한국지진공학회 2010 한국지진공학회논문집 Vol.14 No.4

본 연구는 철골 모멘트 골조의 이력거동을 잘 나타내는 강도한계 이선형 단자유도 시스템에 대하여 지반조건, 후탄성 기울기, 감쇠비, 항복강도 저감계수, 고유주기 등의 변화가 비탄성변위비에 미치는 영향을 분석하였다. NEHRP의 기준에 따라 B(보통암지반), C(매우 조밀한 토사지반), D(단단한 토사지반)의 지반조건에 해당하는 총 240개의 지진 가속도에 대하여 비선형 시간이력 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 비탄성 거동 하에서 P-\Delta 효과를 반영할 수 있도록 음강성비를 -0.1 에서 -0.5까지 고려하였다. 비선형 회귀분석을 통하여 감쇠비 2%, 5%, 10%, 20%에 대한 강도한계 이선형 모델의 비탄성 변위비와 로그표준편차식을 제안하였다. This study evaluated the effect of vibration, level of lateral yielding strength, site conditions, ductility factor, strain-hardening ratio, and post-capping ratio of the strength limited bilinear SDF systems on the inelastic displacement ratio. The nonlinear response history analysis was conducted using 240 ground motions which were collected at the sites classified as site classes B, C, and D according to the NEHRP. To account for the P-\Delta effects, this study considered negative stiffness ratios ranging from -0.1 to -0.5 of elastic stiffness. Four different damping ratios are used: 2, 5, 10, and 20%. From this study, an equation of inelastic displacement ratio was proposed using nonlinear regression analysis.