• 제목/요약/키워드: 동적진단

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Damage Detection in Cable-Stayed Bridges Using Vibration Modes (진동모드를 이용한 사장교의 손상 검색)

  • Kong, Min-Sik;Ka, Hoon;Son, Seok-Ho;Yhim, Sung-Soon
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.10 no.6
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    • pp.113-123
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    • 2006
  • As Cable-stayed bridges were constructed to the long span, they have become bigger and had weaknesses to vibration induced by earthquake, wind and vehicle loads. Structural damages induced by these loads affect the characteristic of vibration modes of structure. Damage detection of cable-stayed bridges by using existing safety diagnosis is difficult to detect the characteristic change of overall structural action. Also it requires very much time and cost. So in this study, the investigation of characteristic change of structural action and the detection of structural damages is analyzed by using characteristic properties of vibration mode before and after structural damage.

A Study on Experimental Analysis of Dynamic properites for Structure and its Application (구조물 동특성의 실험적 해석과 응용기술에 관한 연구 (기계식 주차설비 진동제어))

  • 이홍기;박상규
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.40-45
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    • 1993
  • 일반적으로 건물 구조물에 전달되는 기계진동을 감소시키기 위해서 기계와 기초사이에 유연한 방진소자를 삽입하여 기계가진력(exciting force)의 전달 률을 줄인다. 또한 구조물의 고유진동수와 진동원의 가진주파수가 일치할 경 우, 가진주파수를 변화시키거나, 구조물의 동특성을 변화시키는 방법을 사용 한다. 어떠한 방안을 선택하든 효과적이고 정량적인 방진 시스템을 구성하고 구조물의 정확한 진동상태를 예측하기 위해서는 진동원의 가진특성과 구조 물의 동특성에 대한 정보가 요구된다. 일반적으로 방진설계를 위해 필요한 진동원의 가진특성은 제조회사의 사양이나 측정을 통하여 비교적 쉽게 얻을 수 있다. 복합재료, 다양한 경계조건, 복잡한 대형구조물등은 수치해석을 이 용하여 해석적인 방법으로 동특성을 구할 경우, 신뢰성 있는 정보를 얻기에 는 많은 노력이 요구된다. 더우기 현장에서 발생하는 진동문제는 대부분 복 잡하고 시간적으로 시급히 해결해야 하기 때문에 효율적인 절차를 구성하여 구조물의 동특성을 해석하는 방법을 사용할 필요가 있다. 구조물의 동특성은 실험적인 방법을 통하여 구하고 그 외의 필요한 계산들은 해석을 통하여 얻 는 것이 효율적일 수 있다. 실험적 동특성해석은 입력하중에 대한 응답의 크 기와 위상 비를 주파수별로 나타내는 전달함수를 측정하는 방법으로서 가진 장치 및 여러 측정/분석 장비가 필요하며, 철교, 교량, 건물의 철골 및 콘크 리트 슬라브등 다양한 중대형의 구조물을 Signal/Noise비가 좋도록 가진 시 켜야 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 이러한 실험적 방법의 현장 적응성과 신뢰성을 확보하기 위해 대형충격기(large impact hammer, max, peak force 약 10000N, time duration 약 20ms)를 제작하고 실험/분석 시스템 및 구조물 의 진동제어를 위한 절차를 Fig.1과 같이 구성하고 이를 철근콘크리트 건물 에 설치한 기계식 주차설비의 진동제어에 적용하였다.force response simulation)를 수행하여 임의의 좌표 공간에 대한 진동수준을 해석적으로 예측할 뿐만 아니라 구조물의 진동제어 를 위한 동적인자를 변경시킬 수 있는 정보를 제공하며 장비를 방진할 경우 신뢰성 있는 전달률을 결정할 수 있다. 실험적으로 철교, 교량이나 건물의 철골구조 및 2층 바닥 등 대,중형의 복잡한 구조물에 대항 동특성을 나타내 는 모빌리티를 결정할 경우 충격 가진 실험이 사용되는 실험장비 측면에서 나 실험을 수행하는 과정이 대체적으로 간편하다. 그러나 이 경우 대상 구조 물을 충분히 가진시킬수 있는 용량의 대형 충격기(large impact hammer)가 필요하게 된다. 이러한 동적실험은 약 길이 61m, 폭 16m의 4경간 교량에 대 하여 동적실험을 수행하여 가능성을 확인하였다. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the maximum relaxivity value. The results shows

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Vibration Test for PCB/Connector Assembly (인쇄회로기판 진동이 커넥터에 미치는 영향)

  • 허남일;김성철;송규섭
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.160-164
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    • 1995
  • 정보통신 시스템의 고속/고밀도화 요구에 따라 개발되고 있는 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 교환기 시스템은 팬을 이용한 강제대류냉각 방식의 채택과 시스템이 설치되는 장소에 따른 여러 환경조건에 의한 진동 문제가 발생될 수 있다. 시스템의 진동으로 인한 피해중 커넥터 접촉부에서 전기적 특성의 변화는 고속으로 전송되는 신호의 왜곡을 유발시킬 수 있어 시스템 개발시 이에 대한 충분한 연구 및 시험이 요구되고 있다. 진동환경에서 커넥터 접촉부는 접촉면의 상대운동으로 인한 접촉저항의 증가와 순간적인 신호전달 중단을 가져오게 되며, 특히 PCB/Connector Assembly에서 커넥터 접촉부는 PCB(Printed Circuit Board)의 장착 조건 및 동적 거동에 따라 전기적 특성이 변할 수 있다. 시스템에서 커넥터의 동적 거동을 이해하기 위해서는 PCB를 포함하는 시스템내 여러 요소의 동적 특성 이해와 복잡한 해석과정이 요구되며, 시스템 개발자는 진동 환경에서 이것의 시험 결과에 따라 커넥터의 사용을 결정해야 할 것이다. 커넥터의 전기적 특성 시험법은 IEC, EIA드 여러 국제 규격에 제시되어 있으며, 본 연구의 대상이 된 ATM교환기 시스템에서 PCB/Connector Assembly의 진동환경에서 접촉저항 측정과 관련된 접촉저항 임계치 및 측정법은 IEEE 규격 및 Bellcore 규격에 규정되어 있다. Bellcore에는 주어진 진동시험주기 전후에 IEC 규격의 LLCR(Low Level Contact Resistance) 측정회로를 이용한 측정법이 규정되어 있고, 냉각팬 및 주위 환경진동이 가해지는 동안의 영향에 대한 시험법은 규정되어 있지 않다. 본 연구에서는 한국통신의 전자장비 운용환경시험 조건의 진동에서 ATM 교환기 시스템에 사용되는 PCB/Connector Assembly 커넥터 접촉부의 접촉저항 변화와 PCB 진동에 의한 영향을 시험하였다.proach)등이 제시되었고 평면파 영역에 한하여 해서되어져 왔다. 본 논문에서는 분할 접근 방법(Segmentation Approach)을 이용하여 다공 요소로 이루어진 소음기를 해석하는데 적용하였다.로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다. 방법의 실질적인 적용에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존의 방법들의 단점을 극복할 수 있는 새로운 회귀적 모우드 변수 규명 방법을 개발하였다. 이는 Fassois와 Lee가 ARMAX모델의 계수를 효율적으로 추정하기 위하여 개발한 뱉치방법인 Suboptimum Maximum Likelihood 방법[5]를 기초로 하여 개발하였다. 개발된 방법의 장점은 응답 신호에 유색잡음이 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the maximum relaxivity v

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Design and Analysis of Square Beam Type Piezo-electric Vibrating Gyroscope (압전세락믹을 이용한 사각보형 진동자이로의 설계, 제작 및 평가)

  • 이정훈;박규연;이종원
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.282-286
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    • 1995
  • 일반적으로 관성계 내의 물체에 대한 동적특성의 파악을 위해서는 속도, 가속도 및 각속도, 각가속도에 대한 정보를 필요로 하며 자이로는 이중에서 각속도를 측정하는 장치이다. 운동하는 질량에 회전각속도가 인가될 때 발생되는 코리올리힘을 측정하여 회전각속도를 검출하는 개념의 각속도 센서인 진동자이로는 성능이 회전형 자이로에 비해 떨어지나 구조가 간단하고 소형이며 대량생산이 가능한 장점이 있다. 진동자이로의 효시로는 1950년 영국의 Sperry Gyroscope Company의 "Gyroton"이며, 전자기력을 이용한 가진과 측정이 그 특징으로서 실험실 조건에서 지구의 자전속도를 측정할 수 있었다. 그후 1960년대에 General Electric에서 "VYRO"라는 모델을 개발했는데 압전소자를 이용하여 가진과 측정을 하는 방법이 사용되었다. 1980년대에 Watson Ind., Soderkvist등은 센서자체가 압전물질로 만들어진 자이로를 실험하였고 1990년도에 들어서는 진동자이로의 원리를 마이크로 머시닝 기술과 연계시켜서 소형 경량화와 대량생산을 목표로 연구가 일부 진행되고 있다. 현재 제품화되어 실제 응용되고 있는 예로는 무라다사의 삼각프리즘 형태의 자이로, 토킨사의 원통형 자이로 등이 있으며 이러한 자이로는 캠코더 화면의 안정화 장치에 주로 사용되고 있다. 본 논문에서는 압전소자의 압전, 전왜 방정식으로 출발하여 자이로헤드의 동적 거동을 해석하였다. 진동자이로는 물체의 공진주파수에서의 진동현상을 이용하며, 두 방향의 고유진동수를 일치시켜야 하는 등의 설계조건이 있다. 이러한 조건을 만족하도록 사각보 구조를 기본으로 하여 새로운 형태의 자이로헤드를 고안하였다. 자이로헤드의 구동회로를 설계, 해석하고 각속도를 측정할 수 있는 검출회로를 설계하여 설계된 진동자이로의 동적 특성을 확인하고 보정회로를 이용하여 사용 주파수 영역을 넓혔다.이용하여 사용 주파수 영역을 넓혔다.러한 강이성들이 보장되는 제어이론들 중 H$_{\infty}$ 제어이론이 많이 연구/응용 되고 있다. 특히 공칭 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 모델과 함께 사용되는 플랜트 불확실성 모델은 직접적으로 성능 및 안정도에 영향을 미치므로 주의 깊게 선정해야 한다. 방법의 실질적인 적용에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존의 방법들의 단점을 극복할 수 있는 새로운 회귀적 모우드 변수 규명 방법을 개발하였다. 이는 Fassois와 Lee가 ARMAX모델의 계수를 효율적으로 추정하기 위하여 개발한 뱉치방법인 Suboptimum Maximum Likelihood 방법[5]를 기초로 하여 개발하였다. 개발된 방법의 장점은 응답 신호에 유색잡음이 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.. 여기서는 실험실 수준의 평 판모델을 제작하고 실제 현장에서 이루어질 수 있는 진동제어 구조물에 대 한 동적실험 및 FRS를 수행하는 과정과 동일하게 따름으로써 실제 발생할 수 있는 오차나 error를 실험실내의 차원에서 파악하여 진동원을 있는 구조 물에 대한 진동제어기술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS. On the other hand, the change in τV does not affect low field profile but strongly in fluences on both inflection fie이 and the maximum relaxivity value. The results shows a fluences on both inflection field and the

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Reinforcement Effects using V Type External Strands on PSC I Girder Bridges (V자형 배치 외부강선을 이용한 PSC I거더교의 보강 효과)

  • Back, Seung-Chul;Song, Jae-Ho;Kim, Haeng-Bae;Kim, Suk-Su
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.20 no.3
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    • pp.49-57
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    • 2016
  • This study intended to analyze reinforcement effects of PSC I girder bridges to which prestresses are introduced using V type of external strands. So that series of bridge loading tests are carried out on existing PSC I girder bridge for the cases of before-reinforcement and reinforcement. The measured results from tests being analyzed and compared with the ones from MIDAS structural analyzing program, the reinforcing effects of the reinforcement system adopted in this study were investigated. It is found out that when the V type systems are applied to the bridge girders, the slope of load distribution factor curves become lower improving soundness of bridge upper structure. And also it is confirmed that the reinforcement system in this study can be taken as helpful for improvement of both flexural and shear ability of PSC I girder bridges, as well as dynamic behavior. Furthermore it is found when the elastic pads are applied to the system, dynamic reinforcing effects are maximized.

Experimental Study for Characteristics of Assessment of Neural Networks for Structural Damage Detection (구조물의 손상평가용 신경망의 특성평가에 관한 실험적 연구)

  • Oh, Ju-Won;Heo, Gwang-Hee;Jung, Eui-Tae
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.14 no.5
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    • pp.179-186
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    • 2010
  • When a structure is damaged, its dynamic responses (natural frequency, acceleration, strain) are found to be changed. The ANN(Artificial Neural Network) damage-assesment method is that some measured dynamic signals from the structural changing dynamic responses are applied to ANN to assess the structural damage. Although there have been some studies on a certain typical cases so far, it is rare to find studies about the characteristics of the ANN damage-assesment method or about its applicability, its strength and weakness. So this study researches on the characteristics of ANN damage assesment method and on a problem in application of the various dynamic responses to ANN. What the ANN damage assessment method usually does in past researches is to teach an ANN by using some response signals obtained from damaged structures under one kind of excitations and to identify the locations and the extents of damage of same structures under the same excitations. However, the excitations inflicted on the structures are not always the same. Thus this study experiments whether a ANN which is trained using the same excitations is able to identify the damage when different excitations inflict. All response signals are obtained from experimental models.

Development of Impact Factor Response Spectrum with Tri-Axle Moving Loads and Investigation of Response Factor of Middle-Small Size-RC Slab Aged Bridges (3축 이동하중을 고려한 충격계수 응답스펙트럼 개발 및 중소규모 RC 슬래브 노후교량 응답계수 분석)

  • Kim, Taehyeon;Hong, Sanghyun;Park, Kyung-Hoon;Roh, Hwasung
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.23 no.2
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    • pp.67-74
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    • 2019
  • In this paper the response factor is investigated for middle and small size-RC slab aged bridges. The response factor consists of static and dynamic response factors and is a main parameter in the frequency based-bridge load carrying capacity prediction model. Static and dynamic response factors are determined based on the frequency variation and the impact factor variation respectively between current and previous (or design) states of bridges. Here, the impact factor variation is figured out using the impact factor response spectrum which provides the impact factor according to the natural frequency of bridges. In this study, four actual RC slab bridges aged over 30 years after construction are considered and their span length is 12m. The dynamic loading test in field using a dump truck and eigenvalue analysis with FE models are conducted to identify the current and previous (or design) state-natural frequencies of the bridges, respectively. For more realistic considerations in the moving loading situation, the impact factor response spectrum is developed based on tri-axle moving loads representing the dump truck load distribution and various supporting conditions such as simply supported and both ends fixed conditions. From the results, the response factor is widely ranged from 0.21to 0.91, showing that the static response factor contributes significantly on the results while the dynamic response factor has a small effect on the result. Compared to the results obtained from the impact factor response spectrum based on the single axle-simply supported condition, the maximum percentage difference of the response factors is below 3.2% only.

Vibrational Properties of High Damping Polymer Concrete with Hybrid Damper (복합구조 댐퍼를 적용한 고 감쇠 폴리머 콘크리트의 진동 특성에 관한 연구)

  • Kim, Jeong-Jin;Choi, Kyung-Suk;We, Joon-Woo;Seok, Won-Kyun
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.24 no.5
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    • pp.135-142
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    • 2020
  • In the case of a concrete structure, vibration problems occur under various conditions because of its low damping performance. To solve this problem, a study on the high damping performance of the polymer concrete with hybrid damper has recently been increased. Since water is not used in polymer concrete, the curing time is short. Also, the physical properties and dynamic properties of polymer concrete are quite excellent. So polymer concrete is widely expected to be used for structural materials. The hybrid damper is the structural system that consists of steel balls and viscous fluid inside the pipe which is embedded in polymer concrete. It can reduce the structural vibrations through the energy dissipation mechanism of viscous fluid and steel balls. In this study, the physical and dynamic properties of polymer concrete with hybrid damper were compared with ordinary concrete. As a result, the elasticity coefficient and the strength of the polymer concrete with hybrid damper were so much excellent. In particular, the tensile strength was 6.5 to 10 times higher than ordinary concrete. The frequency response function and damping ratio were also compared. As a result, the dynamic Stiffness of the polymer concrete was 25% greater than that of ordinary concrete. The damping ratio of the polymer concrete was approximately 3 times higher than that of ordinary concrete. Although the dynamic stiffness of the hybrid damper showed similar tendency, the damping ratio was 3.5 times higher than that of ordinary concrete. Therefore, the polymer concrete with hybrid damper was superior to ordinary concrete.

Impact Evaluation of Rubber Type, Hardness and Induced Prestress Force on the Dynamic Properties of a Damper (감쇠장치의 동적특성에 대한 고무의 종류, 경도 및 프리스트레스력의 영향 평가)

  • Im, Chae-Rim;Yang, Keun-Hyeok;Mun, Ju-Hyun;Won, Eun-Bee
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.26 no.6
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    • pp.167-174
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    • 2022
  • The objective of this study is to evaluate the dynamic properties of DUS (damping-up system) composed of the materials with excellent damping capacity, and to compare with those of the conventional hangar bolt. The main parameters are the type and hardness (𝜂H), of rubber and the prestress force (value converted from the compression strain (𝜂R) in the stress-strain relationship of rubber). The dynamic properties were examined from the natural frequency (𝜔n), maximum response acceleration (Am), amplification coefficient (𝛼p), maximum relative displacement (𝚫m), and damping ratio (𝜉D). The test results showed that the Am, 𝛼p, and 𝚫m values of DUS were 46.3%, 46.6% and 62.9% lower, respectively, and the 𝜉D value was 3.89 times higher, when compared to those of the conventional hangar bolt. In particular, the 𝛼p value was 1.3 for DUS, and 2.45 for the conventional hanger bolt, which were similar to those of rigid and flexible components specified in KDS 41 17 00, respectively. Consequently, in the optimal details of DUS, the 𝜂H values of 50 and 45 were required for the NR (natural rubber) and EPDM (ethylene propylene diene monomer), and the 𝜂R value of 5% was also recommended.

Seismic Capacity Evaluation of Existing R/C Buildings Retrofitted by Internal Composite Seismic Strengthening Method Based on Pseudo-dynamic Testing (유사동적실험기반 내부접합형 합성내진보강공법을 적용한 기존 R/C 건물의 내진성능평가 )

  • Eun-Kyung Lee;Jin-Young Kim;Ho-Jin Baek;Kang-Seok Lee
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.27 no.2
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    • pp.67-76
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    • 2023
  • In this study, in order to enhance the joint capacity between the existing reinforced concrete (R/C) frame and the reinforcement member, we proposed a novel concept of Internal Composite Seismic Strengthening Method (CSSM) for seismic retrofit of existing domestic medium-to-low-rise R/C buildings. The Internal CSSM rehabilitation system is a type of strength-enhancing reinforcement systems, to easily increase the ultimate horizontal shear capacity of R/C structures without seismic details in Korea, which show shear collapse mechanism. Two test specimens of full-size two-story R/C frame were fabricated based on an existing domestic R/C building without seismic details, and then retrofitted by using the proposed CSSM seismic system; therefore, one control test specimen and one test specimen reinforced with the CSSM system were used. Pseudo-dynamic testing was carried out to evaluate seismic strengthening effects, and the seismic response characteristics of the proposed system, in terms of the maximum shear force, response story drift, and seismic damage degree compared with the control specimen (R/C bare frame). Experiment results indicated that the proposed CSSM reinforcement system, internally installed to the existing R/C frame, effectively enhanced the horizontal shear force, resulting in reduced story drift of R/C buildings even under a massive earthquake.