SEismic Engineering & Structural Dynamics Lab
건축공학부 한상환
SEismic Engineering & Structural Dynamics Lab(내진진동연구실)은 건축 구조물의 내진성능 평가와 내진설계, 그리고 구조동역학 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 지진, 풍하중 등 극한 하중에 노출된 다양한 구조물(철근콘크리트, 강구조, 복합구조 등)의 안전성과 신뢰성을 확보하기 위한 실험적·해석적 연구를 중점적으로 진행하고 있습니다. 특히, 실제 지진 피해 사례 분석, 실물 실험, 첨단 수치해석을 통해 구조물의 취약점과 붕괴 메커니즘을 규명하고, 이를 바탕으로 내진보강 및 설계 기준의 개선 방안을 제시하고 있습니다.
연구실은 성능기반 내진설계(Performance-Based Seismic Design)와 신뢰성 기반 구조성능 평가 기법을 개발하여, 기존 내진설계 기준의 한계를 극복하고 구조물의 안전성과 경제성을 동시에 확보하는 데 주력하고 있습니다. 비선형 해석기법(정적해석, 증분동적해석, 유한요소해석 등)을 활용하여 구조물의 실제 거동과 손상 누적, 붕괴 위험도를 정량적으로 평가하며, 고강도강재, HPFRCC 등 신소재를 적용한 내진접합부 및 보강 시스템의 성능 실험과 해석도 활발히 수행하고 있습니다.
또한, 연구실은 확률론적 해석, 취약도 함수 개발, 붕괴취약도 곡선 작성 등 첨단 통계적 기법을 도입하여 구조물의 불확실성을 체계적으로 반영한 신뢰성 기반 내진성능 평가를 실현하고 있습니다. 이를 통해 붕괴확률, 기대손실, 생애주기 위험도 등 구조물의 내진안전성을 정량적으로 산출하고, 내진보강 효과와 보강량 산정, 기존 건물의 내진적정성 평가 등 실무에 적용 가능한 평가 및 설계 소프트웨어도 자체 개발하고 있습니다.
연구실의 연구 성과는 국내외 학술논문, 기술지침, 특허, 실무용 소프트웨어 등 다양한 형태로 확산되어, 국가적 재난 대응력 강화와 사회적 안전망 구축에 중요한 역할을 하고 있습니다. 또한, 정부·지자체·공공기관·산업체와의 산학협력을 통해 실제 건축물 및 인프라 구조물의 내진성능 향상에 직접적으로 기여하고 있으며, 내진설계 기준(KDS, ASCE, AISC 등)과의 연계성 강화, 지역별 재해도 분석, 내진보강 신기술 개발 등 다양한 분야에서 실질적인 사회적 가치를 창출하고 있습니다.
이처럼 SEismic Engineering & Structural Dynamics Lab은 첨단 내진공학 연구와 실무 적용을 선도하며, 구조공학 분야의 학문적 발전과 사회적 안전성 향상에 크게 기여하고 있습니다. 앞으로도 연구실은 지속적인 혁신과 도전을 통해, 미래 재난에 강한 안전한 사회 구현에 앞장설 것입니다.
Large-Scale Structural Testing
Seismic Performance Evaluation
Vibration Control Devices
극한 하중 하 구조물 성능 평가 및 내진설계
본 연구실은 지진, 풍하중 등 극한 하중에 노출된 구조물의 성능을 정밀하게 평가하는 연구에 집중하고 있습니다. 이를 위해 실험적 방법과 수치해석을 병행하여 구조물의 거동을 체계적으로 분석하며, 다양한 구조 시스템(철근콘크리트, 강구조, 복합구조 등)에 대한 내진성능 평가를 수행합니다. 특히, 실제 지진 피해 사례와 실험 데이터를 바탕으로 구조물의 취약점과 붕괴 메커니즘을 규명하고, 이를 토대로 내진보강 및 설계 기준의 개선 방안을 제시하고 있습니다.
내진설계 분야에서는 성능기반 내진설계(Performance-Based Seismic Design) 절차를 개발하고, 기존 설계기준의 한계를 극복하기 위한 새로운 해석 및 설계 방법론을 제안합니다. 예를 들어, 비선형 해석기법, 붕괴확률 평가, 취약도 함수 개발 등 첨단 내진공학 기법을 적극적으로 도입하여 구조물의 안전성과 경제성을 동시에 확보하는 연구를 진행합니다. 또한, 고성능 강재 및 신소재를 활용한 내진접합부 개발, 내진보강 시스템(마찰댐퍼, 에너지소산장치 등)의 실용화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
이러한 연구는 국내외 내진설계 기준(KDS, ASCE, AISC 등)과의 연계성을 강화하고, 실제 건축물 및 인프라 구조물의 내진성능 향상에 직접적으로 기여하고 있습니다. 연구 결과는 학술논문, 기술지침, 특허, 실무용 소프트웨어 등 다양한 형태로 확산되어, 국가적 재난 대응력 및 사회적 안전망 구축에 중요한 역할을 하고 있습니다.
비선형 해석 및 신뢰성 기반 구조성능 평가
연구실은 구조물의 내진성능을 정밀하게 예측하기 위해 비선형 해석기법과 신뢰성 기반 평가 방법을 적극적으로 개발 및 적용하고 있습니다. 비선형 정적해석(Pushover), 증분동적해석(IDA), 유한요소해석(FEA) 등 다양한 해석기법을 활용하여, 구조물의 실제 거동과 손상 누적, 붕괴 위험도를 정량적으로 평가합니다. 특히, 고강도강재, HPFRCC 등 신소재를 적용한 구조부재의 저주기 피로, 반복하중 거동, 국부좌굴 및 파괴 메커니즘을 실험과 해석을 통해 규명하고 있습니다.
신뢰성 기반 구조성능 평가는 구조물의 불확실성(재료, 하중, 해석모델 등)을 체계적으로 반영하여, 붕괴확률, 기대손실, 생애주기 위험도 등을 산출합니다. 이를 위해 확률론적 해석, 취약도 함수 개발, 붕괴취약도 곡선 작성 등 첨단 통계적 기법을 도입하고, 실제 지진 기록 및 시나리오 지진을 활용한 지역별 재해도 분석도 수행합니다. 또한, 내진보강 효과와 보강량 산정, 기존 건물의 내진적정성 평가 등 실무에 적용 가능한 신뢰성 기반 내진설계 및 평가 소프트웨어도 자체 개발하고 있습니다.
이러한 연구는 기존 구조물의 내진보강, 신축 건물의 내진설계, 국가 내진정책 수립 등 다양한 분야에 실질적으로 활용되고 있습니다. 연구실의 신뢰성 기반 평가 방법론은 국내외 학계와 산업계에서 높은 평가를 받고 있으며, 구조공학 분야의 선진화와 사회적 안전성 향상에 크게 기여하고 있습니다.
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Cyclic behavior of corner beam-column connections retrofitted with HPFRCC under bidirectional loading
Han SW, Kim SB
Steel and Composite Structures, 2025
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A novel XGBoost-based model to accurately predict envelope and modeling parameters for rectangular RC columns
Cho JW, Han SW
Advances in Structural Engineering, 2025
3
Seismic fragility functions for lightly reinforced concrete columns according to failure modes
Koo SH, Han SW, Cho ES
Advances in Structural Engineering, 2025
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지진 시나리오 및 재해도 기반 지역 지진탄력도 평가 방법 개발
2
노후건물 내진안정성과 에너지소산능력 향상위한 적층강재댐퍼 개발
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취약한 공공건물 생애주기 지진붕괴확률 50% 저감하는 내진보강 설계 원천기술개발