• 한국지진공학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.21-27
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• 2007

본 연구에서는 교량의 내진보강을 위하여 기존 교량에 지진격리장치를 추가하는 접근법을 제안하였다. 기존 받침을 지진 격리받침으로 완전히 대체하는 접근법도 이미 제안되어 있지만 본 연구에서는 경제성과 안전성을 고려하여 기존 받침을 제거하지 않고 활용하도록 하였다. 이는 지진격리받침이 상부 수직하중을 분담하지 않고, 수평방향의 지진운동에 대한 주기 이동과 감쇠 역할만 한다. 이 접근법의 실험적 검증을 위해 실제 교량을 대상으로 납-적층고무받침(LRB)을 설계하고 실물크기로 기존 받침과 LRB를 제작하였다. 이 지진격리시스템의 가상 지진입력에 대한 응답은 유사동적실험으로 구하였다. 아울러 범용해석프로그램을 통한 지진응답해석과 비교하여 실험결과의 신뢰성을 확인하였다. 실험결과 제안된 지진격리시스템은 지진시 안정적인 거동을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.85-93
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• 1993

구조물의 진동을 제어하기 위하여 널리 활용되고 있는 기초분리시스템(base isolation system)는 대상구조물에 경제적이며 효율적으로 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 가장 널리 쓰이고 있는 적층(積層)고무받침(laminated rubber bearing) 방식의 기초분리장치(base isolator)를 제작하여 이에 대한 정적 및 동적 특성실험을 수행하였다. 실험으로부터 얻어진 결과를 통하여 제작된 기초분리 장치의 정적 및 동적특성을 분석하였으며 실제 구조물에 대한 기초분리장치로서의 적용가능성을 고찰하였다. 최종적으로 기초분리장치에서 나타나는 비선형 힘-변위 이력곡선을 수치적으로 이상화하여 실험결과와 비교하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.241-245
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• 2003

This paper presents the LRB-based hybrid base isolation system employing additional semiactive control devices for seismic protection of cable-stayed bridges by examining the ASCE first generation benchmark problem for a cable-stayed bridge. In this study, ideal magnetorheological dampers (MRDs) are considered as additional semiactive control devices. Numerical simulation results show that the hybrid base isolation system is effective in reducing the structural responses of the benchmark cable-stayed bridge under the historical earthquakes considered. The simulation results also demonstrate that the hybrid base Isolation system employing semiactive MRDs is robust to the stiffness uncertainty of the structure. Therefore, the LRB-based hybrid base isolation system employing MRDs could be appropriate in real applications for full-scale civil infrastructures.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.67-77
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• 2008

내진기술의 한 방안으로서 지진격리받침을 설치하여 지진력을 감소시키고, 지진피해를 최소화하고자 하는 연구가 계속되고 있다. 이와 같은 지진격리시스템의 설계 및 시공을 위해서는 먼저 지진격리받침의 제작시 지진격리받침의 균일한 품질유지 및 내진에 대한 성능검증이 뒤따라야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 지진격리받침인 납-적층고무받침(LRB)와 적층고무받침(RB)의 전단특성 평가시험을 실시하였으며. 온도변화에 따른 전단특성 변화를 파악하기 위해 온도의존성 시험도 실시하였다. 시험후 측정값을 설계 기준값과 비교하여 전단성능에서의 오차를 조사하고, 이를 도로교 설계기준의 허용한계와 비교 분석하였다. 시험결과 지진격리받침의 상당수가 도로교 설계기준의 허용한계를 넘거나 근접해 있는 것으로 나타났다. 그리고 공용중에 전단특성을 변화시키는 온도변화에 의한 영향도 매우 큰 것으로 파악되었는데, 제작 초기의 품질오차가 이런 영향과 중첩된다면 처음 설계값보다 50% 이상 큰 전단강성 변화를 보일 가능성도 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.307-316
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• 2005

본 연구에서는 철도교량에 교량받침으로 사용될 수 있는 4종류의 고무패드의 사용상의 특성을 분석하고, 강성과 감쇠비를 결정하기 위한 방법을 제시하였다. 고무패드의 강성을 결정하기 위해서는 정적 실험을 통한 직접적인 방법과 동적 실험을 통한 간접적인 방법이 가능하다. 본 연구에서 두 가지 방법에 의해서 고무패드의 강성을 평가하고 비교하였다. 고무패드의 감쇠비는 동적 실험에 의해서만 파악이 가능하며 폴리우레탄 고무의 경우 천연고무나 크로로프렌 고무와 유사한 감쇠비를 가지는 것으로 나타났다. 폴리우레탄 고무는 천연고무나 크로로프렌 고무에 비해 경도가 크기 때문에 작은 면적으로도 큰 하중을 견딜 수 있으며, 또한 같은 형상계수를 가지는 패드에서도 더 큰 강성을 보여 철도교의 교좌로서 활용성이 더 큰 것으로 판단되었다. 천연고무나 크로로프렌 고무 패드는 수직하중에 의한 수평 변형이 크게 발생하는데 비해, 폴리우레탄 고무패드는 수직하중에 의한 수평방향의 변형이 거의 발생하지 않기 때문에 보강재에 의한 보강이 필요하지 않다.

• 전산구조공학
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• 제11권1호
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• pp.38-45
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• 1998

최근 국내외에서 활발히 개발되고 있는 지진격리 시스템은 원자력 발전소, 교량, 중요한 공공건물 등의 지진피해를 최소화하기 이하여 널리 적용되고 있다. 그리고 다른 방법에 비하여 경제성 및 효율성이 우수하기 때문에 관련 연구 및 응용이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 국내외에서 격리시스템의 비선형성과 구조물의 불연속성을 고려한 지진격리 구조물의 해석을 통한 거동을 규명하는 연구가 과거 수년간 활발히 진행되어 왔다. 당사(금호건설)는 상부하중 지지능력과 감쇠능력이 우수한 지진격리장치를 개발하였으며 지진격리장치를 설치한 교량의 지진해석을 수행하여 본 지진격리 시스템의 이론적 성능을 파악하였다. 본 수치해석은 CrayC94에 탑재된 비선형 해석에 뛰어난 것으로 알려진 ABAQU를 이용하였다. 본 지진격리 시스템은 적층고무받침(Laminated Rubber Bearing)과 PTFE 미끄럼받침으로 구성되어 있으며, 적층고무받침은 주로 복원력을 제공하며 PTFE 미끄럼받침은 상부하중을 지지하며 마찰감쇠를 제공하여 에너지를 소산하는 역할을 한다. 본 수치해석에서는 선형스프링과 마찰요소를 이용하여 각각을 모형화하였다. 개발된 지진격리 시스템이 주로 사용될 상판자중이 무거운 다경간 연속 PC Box Girder교를 모델교량으로 선택하여 해석을 수행하였으며 수치해석에 사용된 격리시스템의 사전에 수행된 동특성 실험결과를 활용하였다. 이러한 해석을 통하여 이론적 효율성을 파악할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.131-138
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• 2013

면진장치는 상부구조물의 지진력을 감소시키는데 크게 기여하지만, 고감쇠고무 적층받침에 사용되는 고무재료는 시간이 경과함에 따라 열화되어 상부구조물의 동특성과 기기들의 지진응답에 영향을 줄 수 있다. 따라서 면진장치의 경년열화를 고려한 구조물의 지진응답을 분석하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 기존 문헌을 통하여 분석된 고무의 경년열화 특성을 사용하여 면진장치를 모델링하였다. 면진된 원전의 지진응답을 평가하기 위하여 격납건물과 보조건물을 대상 구조물로 선정하고, 진동수 성분이 다양한 입력지진동을 사용하여 구조물의 고유진동수, 최대지진응답, 층응답스펙트럼을 시간의 경과에 따라 분석하였다. 해석결과에 의하면 면진장치의 경년열화에 의하여 지진응답이 소폭 증가하였으며, 면진장치가 설치된 후 20년까지 지진응답의 증가율이 크게 나타나므로 이 기간에 상세한 검사가 시행되어야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.441-449
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• 2019

최근 국내에서 경주지진(2016.09)과 포항지진(2017.11) 등 규모 5.0 이상의 지진이 발생하여 구조물의 내진안전성에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히, 인명피해나 재산손실을 유발하는 생활시설물은 더욱 중요성이 강조되고 있다. 생활시설물 중 가스와 유류 등의 저장시설물이 있으며 물을 저장하는 탱크가 대표적이다. 본 연구에서는 액체저장탱크의 내진성능향상을 위해 면진의 일종인 납고무받침(Lead Rubber Bearing)을 적용하고자 한다. 액체저장탱크의 기초를 고려하여 납고무받침을 설계하였으며, 실험체를 제작하여 압축 및 전단특성실험을 통해 납고무받침의 일반적 물성을 확인하였다. 납고무받침에 대한 내구성 실험 이후 진동대 실험 및 ANSYS를 이용한 유한요소해석을 통해 비면진 및 면진 적용에 따른 액체저장탱크의 거동을 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.117-120
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• 2008

교량받침은 활하중, 크리프, 온도변화, 건조수축 등에 의한 상부구조의 변위를 흡수하는 역할을 수행한다. 국내 탄성받침 설계기준인 KS F 4420은 전단변형을 탄성받침 총 고무 높이의 70% 이내로 제한하고 있는데, KS F 4420에 의해 설계된 탄성받침이 요구되는 전단성능을 발휘하기 위해서는 허용 전단변형률이 전단파괴에 대하여 충분한 안전성을 보유해야 한다. 더욱이 탄성받침이 지진격리장치와 함께 내진설계에 사용될 수 있는 상황을 고려할 경우, 탄성받침은 KS F 4420의 허용전단변형률보다 높은 수준의 전단성능을 확보해야 한다. 이 논문에서는 국내 탄성받침의 전단성능을 확인하기 위하여 극한전단실험을 실시하였다. 실험 결과 탄성받침은 200% 이상의 전단변형률에서 파괴가 발생하여 KSF 4420의 허용전단변형률 규정이 안전 측이라는 사실을 알 수 있었다. 하지만 일체화된 거동을 할 것이라 기대 되었던 탄성받침이 200% 전단변형률 내외에서 받침 분리현상을 보였다. 관측된 받침분리 현상은 탄성받침의 내진설계 적용성을 고려할 경우 교량 시스템에 예기치 못한 충격 또는 집중 응력을 발생 시킬 수 있기 때문에 이러한 현상이 방지될 수 있도록 관련 규정이 필요하다고 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.469-480
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• 2006

본 연구의 목적은 철도차량하중으로 인한 디스크받침의 정 동적 거동특성을 평가하여, 디스크 받침 설계기술 발전에 기여하고자 함이다. 디스크받침은 탄성받침의 일종으로 폴리우레탄 패드를 사용하여 탄성을 구현하고 있으며, 가동단에는 PTFE를 사용하여 교량의 움직임을 흡수하고 있다. 실험실에서 수차례의 정적 실험을 실시하여 폴리우레탄 고무의 정적거동을 평가하기 위한 데이터를 획득하였다. 또한, 4개의 디스크받침은 철도교량인 판형교에 설치하여 철도차량에 의한 디스크받침의 동적 거동을 측정하였다. 현장실험은 기관차 1량을 사용하여 일정속도로 주행하는 주행시험을 실시하여 각 디스크받침의 동적 변형과 이에 작용하는 동적 하중을 측정하였다. 정적 실험을 통해서 나타난 사실은 수직강성에 크게 기여하는 것이다. 또한 동적 강성은 정적으로 평가된 강성보다 크게 나타났다. 차량의 속도가 증가함에 따라 디스크받침의 변형도 증가하는 것으로 나타났지만, 크게 증가하지는 않았다. 디스크받침의 고정단의 동적 강성이 가동단의 강성보다 크게 나타나는데, 이는 가동단의 PTFE가 변형을 일으키기 때문이라고 판단된다. 이러한 결과는 철도교를 위한 디스크받침 설계기술의 발전에 기여할 것이다.