• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
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• pp.299-300
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• 2022

구조물의 내진보강방법 중에서 가장 널리 이용되는 방법인 강재 이력형 감쇠장치는 수평하중에 대한 응력-변위 곡선을 이용하여 지진 에너지를 소산시키는 방법인데, 이 경우 편심하중 등에 의해서 부재가 면 외 방향으로 거동하여 응력-변위곡선이 불규칙하여 그 결과의 신뢰성이 떨어지는 경우가 있다. 이러한 형상을 방지하기 위해서는 별도의 채널(Channel)을 시공하는 불편함을 감수해야 하며, 또한 수평력이 반복적으로 작용할 때 그 효과를 장담할 수 없는 문제점이 있다. 본 연구에서는 강재 스트립과 스프링을 결합한 댐퍼를 고안하여 스프링은 탄성변형을, 강재 스트립은 소성변형을 받게 하는 혼합형 댐퍼를 개발하고자한다. 여기서, 스프링은 복원력으로 작용하여 반복하중에 대한 저항성을 키우고 강재 스트립의 하중변위 곡선을 규칙적으로 하는 역할을 수행하게 되며 에너지 소산량을 계산할 때 편리함과 정확도를 높이고자 한다. 강재 스트립의 폭과 길이는 일정하지만 두께를 변화시켜서 5종류를 선택하였으며, 댐퍼 1개당 3개의 스트립을 정삼각형 형태로 배치하고 그 중심에 상당한 강성을 갖는 스프링을 갖는 형태로 제작하였다. 댐퍼 시험체는 5개를 제작한 후, 이 댐퍼를 구조물에 배치하였을 때의 지진에 대한 에너지 소산량과 부재력을 검토하여 댐퍼의 안전성(Safety)를 검증하고자 한다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.90-90
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• 2011

최근 전 세계적으로 지진의 발생 빈도가 증가하며 그 규모도 점차 커지는 경향을 보이고 있다. 대형지진의 발생 시 저층 구조물의 붕괴로 인한 인명 및 사회, 경제적 피해가 두드러짐에 따라 기존 저층 구조물의 내진보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중인 추세이다. 우리나라의 경우 강도증가형 내진보강공법이 주를 이루고 있어 다양한 내진보강기법의 개발 및 적용이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지진입력하중 저감형 내진보강기법으로서 강재댐퍼시스템을 제안하여 구조적 성능을 파악하고, 이를 적용한 보강 실험체와 비보강 실험체를 제작하여 정적가력실험을 통하여 그 성능을 비교하였다. 제안된 강재댐퍼시스템은 입력에너지를 소산시키는 내부의 슬릿형 댐퍼와 이를 지지하는 기둥 및 외부 프레임으로 구성되며, 내부 댐퍼는 먼저 항복하여 에너지를 소산시키기 위하여 지지기둥 및 프레임에 사용된 강재보다 강성 및 강도가 적게 계획되었다. 강재댐퍼의 성능실험 결과, 비교적 안정적 거동을 하며, 강성과 강도 및 에너지 흡수능력이 우수하게 나타났다. 보강 및 비보강 실험체의 골조는 기존 학교 건축물의 표준도면을 기준으로 하여 골조의 일부를 대상으로 60% 축소율을 적용하여 계획하였으며, 보강 실험체는 미리 제작된 강재댐퍼시스템을 골조 내에 설치하여 에폭시 주입법으로 부착시공 하였다. 보강 및 비보강 골조 실험체의 정적가력 실험결과 비보강 실험체는 기둥의 휨 항복 후 변형의 증가에 따라 휨 및 전단 균열이 증가하면서 최종적으로 기둥이 전단파괴 되었으며, 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 기둥 및 보의 균열이 적고, 골조에 골고루 분포되어 파괴 규모가 감소하였다. 최대 강도면에서 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 약 3.4배 우수하였으며, 초기강성은 약 7배 가량 유리한 것으로 평가되어 제안된 강재댐퍼시스템이 강도면에서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 두 실험체의 기둥 주근 및 띠철근의 변형률을 비교한 결과, 비보강 실험체는 대부분의 철근이 항복하여 큰 변형을 일으킨 반면, 보강실험체에서는 철근의 항복현상이 나타나지 않았고 댐퍼가 항복을 하면서 큰 변형을 일으켰다. 이를 통해 지진하중 입력 시 댐퍼에서 입력 에너지를 흡수하여 큰 하중을 부담하며, 기존의 구조부재에는 입력 에너지가 낮아 손상이 보다 적게 발생함을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.737-744
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• 2012

강재형 댐퍼는 주로 철골구조에서 많이 사용되어 왔으나 최근에 들어 철근콘크리트 건물에도 사용빈도가 증가하는 추세이다. 철근콘크리트 건물에 강재이력댐퍼를 적용하기 위해서는 댐퍼의 접합부재가 댐퍼의 지지능력을 보 및 벽체로 전달하기에 적합한 강도와 강성을 지녀야만 한다. 하지만 균열로 인한 철근콘크리트 요소의 손상은 부득이한 것으로, 댐퍼로부터 지지부재로의 하중전달 메커니즘과 댐퍼 지지부재 이력특성의 규명은 이러한 댐퍼의 거동을 평가하는데 매우 중요하다. 이에 이 연구에서는 EaSy 댐퍼와 같은 강재판형 이력댐퍼의 지지부재와 RC벽체와의 접합상세를 대상으로 실험을 실시하였다. 실험 결과 전단과 관련된 균열의 양과 패턴을 제외하고는 모든 실험체의 파괴패턴은 거의 동일한 것으로 나타났으며, 잘 분산된 균열을 지닌 HD-3 실험체가 에너지소산능력, 강성저하 그리고 강도저하 측면에서 좋은 거동을 보여주었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.119-127
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• 2011

본 연구의 목적은 에너지 흡수형 강재 댐퍼를 이용하여 손상순서를 제어함으로써 주구조체를 재사용 할 수 있는 철골조시스템을 개발하고, 지진응답특성을 파악하는 것이다. 이를 위하여 강재 댐퍼의 형상을 제안하고, 제안된 강재 댐퍼의 변형 형상과 응력 분포를 알아보기 위하여 범용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS(ver.10.0)을 이용한 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 또한 지진응답특성을 파악하기 위하여 실대형 사이즈 $54m{\times}2.4m$의 1층 철골조 실험체 4개를 설계 및 제작하여 유사동적 지진응답실험을 수행하였다. 본 연구에서 제안하는 강재 댐퍼를 제진요소로 사용하는 경우, 주구조체에 비하여 높은 강성을 갖는 댐퍼가 소폭의 변위에 먼저 소성화함으로써 이력에 의한 지진에너지를 흡수할 수 있으며, 지진응답에서 유리한 것이 판명되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.254-262
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• 2011

본 연구의 목적은 슬릿형 강재댐퍼보다 에너지 소산능력 등이 우수할 것으로 예상되는 V형 강재 댐퍼 개발에 있다. 이를 위하여 댐퍼 스트럿의 높이 및 각도에 대한 실험체 9개를 만들어 전단실험을 수행하였다. 실험결과, 스트럿 높이가 270mm이고, 스트럿 각도 $60^{\circ}$인 경우의 V형 강재댐퍼가 가장 우수한 내진성능 보유한 것으로 평가되었다. 또한 기존내력식을 이용한 댐퍼의 항복강도를 비교한 결과, 기존 실험결과를 분석한 범위 내에서 V형 댐퍼의 실험결과가 높게 평가되는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.371-382
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• 2012

기존의 전단벽 시스템은 커플링보를 강하게 설계하는 경우가 많아 상대적으로 내력 및 강성이 낮은 콘크리트 코어와 특정층에 손상이 발생되기 쉬워 건물의 연성이 저하된다. 전단벽 시스템의 연성능력 및 내진성능을 향상시키기 위해 본 연구에서 강성은 기존의 커플링보 이상으로 발휘되면서 설계하중에 따라 내력을 용이하게 변화시킬 수 있는 강재이력댐퍼를 커플링보에 적용하였다. 강재이력댐퍼는 2단으로 직렬 연결된 형상으로 제안하였고, 제안된 강재이력댐퍼의 구조성능을 검증하기 위하여 정적실험을 수행하였다. 또한 FEM 해석결과를 실험결과와 비교 검증하고 강재이력댐퍼의 초기강성, 에너지 흡수능력, 변형능력 등을 분석하여 설계 근사식을 제안하였다.

• 토지주택연구
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• 제5권2호
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• pp.107-114
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• 2014

수동형 제진장치를 이용하는 제진구조는 수년간 개발이 지속되고 있으며, 1990년대 중반이후로 여러 나라들에서 실무적인 적용이 빠르게 증가되고 있다. 국내의 경우 이러한 제진장치 중 강재이력형 댐퍼가 비교적 저렴한 비용과 설치와 관리가 용이하다는 이유로 건물의 내진설계를 위하여 보편적으로 많이 적용되고 있다. 이 논문에서는 건물의 지진응답을 개선하기 위하여 적용된 소위 카고메댐퍼로 불리우는 등방성 강재이력형 댐퍼(Isotropic Hysteretic Metallic Damper, IHMD)의 유효성에 대한 해석적인 사례연구를 제시하고 있다. 연구대상 건물은 18층 규모의 철근콘크리트 라멘조 아파트건물로 해석결과를 통하여 IHMD의 실효성을 실증적으로 보여주고 있다. 해석결과는 IHMD가 건물의 지진응답을 줄일 수 있는 매우 효과적인 방법임을 검증하고 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.115-121
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• 2006

최근 바람 및 지진에 대한 진동제어를 목적으로 한 저항복점강재를 이용한 댐퍼가 많이 사용되고 있다. 그러나 전체 구조물의 진동에 영향을 미치는 저항복점강재의 동적특성 및 지진에너지 소산효과는 명확히 밝혀지지 않고 있다. 본 연구에서는 저항복점감재에 대한 반복재하실험 결과 및 저항복점감재를 정착한 3층 규모의 구조물에 대하여 실시한 강제진동시험의 결과에 대해 보고한다. 또한 저항복점강재의 지진에너지 소산양의 정량적인 평가를 위하여 수학적 이력형모델 및 등가선형해석법을 이용하여 평가한 결과에 대해 보고한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.62-70
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• 2013

본 연구의 목적은 일자형 슬릿형 강재댐퍼보다 에너지 소산능력 등이 우수할 것으로 평가된 꺽쇠형 강재 댐퍼의 변위 및 속도의존성 평가에 있다. 이를 위하여 6개의 시험체를 대상으로 의존성 시험을 수행하였다. 시험변수는 변위의존성 및 속도의존성이다. 변위의존성 시험결과, 큰 목표변위 (50mm)의 반복횟수 및 누적에너지소산능력은 적은 목표변위 (25mm)에 비하여 감소하였다. 또한 짧은 목표변위보다 큰 항복강도 및 조기파단을 나타내었다. 속도의존성 평가에서는 빠른 목표속도(60mm/sec)의 반복횟수 및 누적에너지소산능력이 느린 목표속도 (40mm/sec)에 비하여 감소하였다. 따라서 강재댐퍼의 이력 의존성은 가력 변위 및 속도와 밀접한 연관이 있는 것으로 평가되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.65-66
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• 2009

본 연구에서는 제진시스템을 이용한 내진보강 핵심기술을 개발하기 위한 연구의 일환으로, 변위 증폭형 제진시스템에 적용될 slit hole을 갖는 강재이력댐퍼를 대상으로 점증적 변위 제어를 통한 탄소성이력특성을 평가하였다. 실험결과, 강재 슬릿댐퍼는 탄소성거동에 의해 안정적 이력특성을 보이는 것으로 나타났다.