• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.105-115
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• 2009

휨거동을 하는 전단벽을 대상으로 동일한 총 단면적을 갖는 1개의 전단벽과 마찰형 감쇠기로 연결된 전단벽의 내진성능을 수치해석을 통해 비교하였다. KBC 2005 설계스펙트럼을 근거로 축소 조절한 7개의 지진파를 입력하중으로 마찰형 감쇠기가 설치된 전단벽의 평균응답을 분석하였다. 마찰형 감쇠기의 중요한 설계변수인 기준 마찰력인 슬립하중은 각층의 마찰형 감쇠기 위치에 생기는 수직방향 전단력의 총합의 5, 10, 20, 30, 60, 90%값으로 하여 슬립이 특정한 층에 편중되지 않도록 하였다. SeismoSturct 프로그램을 이용해 비선형시간이력 해석을 수행하여 밑면 전단력, 에너지 소산량, 1층 벽체곡률, 최상층변위 측면에서 마찰 감쇠기의 제진성능을 분석하였다. 기준마찰력의 30%이하 수준의 총 마찰력을 갖는 마찰 감쇠기가 우수한 제진성능을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.53-67
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• 2008

본 연구에서는 전단벽-모멘트골조 시스템으로서 전단벽이 주로 횡력을 부담하는 철근콘크리트 건물을 대상으로 다양한 설치형식과 마찰력의 총량 및 분포를 갖는 마찰형 감쇠기의 제진보강 효과를 수치해석을 통해 비교 분석하였다. 감쇠기의 설치형식으로서 전단벽에 인접한 대각가새형, 벽체가 없는 골조를 보강하는 대각가새형 및 벽체 단부를 보강하는 수직경계요소형을 고려하였다. 하중기준 강화로 설계용보다 크게 증가한 지진하중에 대해 건물의 재료비선형성을 고려한 비선형시간이력해석을 수행하여 에너지소산, 횡하중 및 부재손상도 측면에서 마찰형 감쇠기의 제진성능을 비교 분석하였다. 기준마찰력의 30% 수준의 총마찰력을 갖는 벽체보강 대각가새형 설치형식이 전반적으로 가장 우수한 제진성능을 보이며,이 경우에 마찰력 배분방식은 중요하지 않았다. 또한 일부층에 집중설치함으로써 전층설치에 약간 못미치는 제진성능을 얻을 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.602-605
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• 2011

본 논문에서는 마찰감쇠기가 설치된 건물이 붕괴하중을 받을 때의 에너지소산능력을 고려하여 등가감쇠비를 유도하였다. 마찰감쇠기는 주로 지진과 같은 수평하중에 대한 에너지를 소산하기위해 설치된다. 마찰감쇠기를 대각 가새형으로 설치하면 수평하중에 대한 저항력뿐 만아니라 수직하중에 대한 저항성능도 발휘된다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 건물은 고유의 점성감쇠를 가지므로 마찰감쇠기가 설치된 건물은 마찰과 점성감쇠를 동시에 고려해야하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 에너지 평형을 이용하여 등가감쇠비를 구하고 운동방정식을 등가선형화하면 쉽게 저항 성능을 파악할 수 있다. 우선 건물에 영향을 미치는 것은 감쇠이므로 감쇠의 영향력을 마찰력비, ${\gamma}_c$로 나타내었다. 둘째, 정해를 마찰력비로 표현하여 유도하고 응답특성을 파악하였다. 셋째, 에너지 균형식을 통해 등가감쇠비를 산정하였다. 마지막으로 등가감쇠비를 검증하기 위하여 등가감쇠비를 이용하여 등가선형화한 응답과 실제 마찰감쇠기를 설치하여 비선형 수치해석한 결과와 비교, 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.761-767
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• 2007

건축 및 토목 구조물의 진동 제어분야에서 중앙집중식 제어방식은 주어진 목표응답수준을 만족시키기 위해서 전력공급, 센서, 그리고 감쇠기 등을 포함하는 복잡한 제어시스템을 구축하고 유지하는 노력이 필요하고, 구조물 유한요소모델의 큰차수, 모델의 불확실성, 가력장치의 제한 등의 이유로 적용성의 한계가 있다. 본 논문에서는 센서 혹은 컴퓨터없이 준능동 MR 감쇠기가 설치된 층만의 정보에 의해 제어력이 생성되는 분산제어식 응답의존형 MR 감쇠기가 제안하였다. 제안된 분산제어식 응답의존형 MR 감쇠기는 구조물의 층전단력에 대한 가변마찰력 크기 비의 변화에 따라 지진하중을 받는 구조물의 제어성능이 수동인 경우와 비선형 시간이력해석을 통해 비교 평가되었다. 마지막으로 일반 제어이론에서 널리 이용되는 중앙집중식 LQR 알고리듬과 본 논문에서 제안된 분산제어식 응답의존형 MR감쇠기가 3층 전단형 구조물을 대상으로 수치해석을 통해 비교 평가됨으로써 제안된 알고리즘의 유효성을 검증하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권9호
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• pp.862-873
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• 2007

Energy dissipation devices can be considered as an alternative for the seismic performance enhancement of existing structures based on the strengthened seismic design code. In this study, seismic response mitigation effects of friction dampers are investigated through the shaking table test of a full scale 3 story building structure. Frist, the bilinear force-displacement relationship of a structure-brace-friction damper system and the effect of brace-friction damper on the increase of frequency and damping ratio are identified. Second, frequency, displacement, and torque dependent characteristics of the friction damper are investigated by using harmonic load excitation tests. Finally, the shaking table tests are performed for a full scale 3 story steel frame. System identification results using random signal excitation indicated that brace-friction damper increased structural damping ratio and frequency, and El Centro earthquake test showed that brace-friction damper reduced the peak displacement and acceleration significantly. In particular, it was observed that the damping effect due to friction damper becomed obvious when the structure was excited by more intensive load causing frequent slippage of the friction dampers.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.561-567
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• 2007

This paper deals with the numerical model of a bracing-friction damper system and its deployment using the optimal slip load distribution for the seismic retrofitting of a damaged building. The Slotted Bolted Connection (SBC) type friction damper system was tested to investigate its energy dissipation characteristic. Test results coincided with the numerical ones using the conventional model of a bracing-friction damper system. The placement of this device was numerically explored to apply it to the assumed damaged-building and to evaluate its efficiency. It was found by distributing the slip load that minimizes the given performance indicies based on structural response. Numerical results for the damaged building retrofitted with this slip load distribution showed that the seismic design of the bracing-friction damper system under consideration is effective for the structural response reduction.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제17권7호
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• pp.649-661
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• 2007

Friction-type reinforcing members(FRM) to enhance the resistance to wind loads of a transmission tower through both stiffness strengthening and damping increase are energy dissipation devices that utilize bending deflection of a tower leg. In this paper, the hysteretic behavior of the transmission tower structure with FRMs was experimentally investigated through cyclic loading tests on a half scale substructure model. Firstly, the variation of friction forces and durability of the FRM depending on the type of friction-inducing materials used in the FRM were examined by performing the cyclic loading tests on the FRM. Secondly, cyclic loading tests of a half-scale two-dimensional substructure model of a transmission tower with FRMs were conducted. Test results show that the FRM, of which desired maximum friction force is easily regulated by adjusting the amplitude of the torque applied to the bolts, have stable hysteretic behaviors and it is found that there exists the optimum torque depending on a design load by investigating the amount of energy dissipation of the FRMs according to the increase of torque.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.223-229
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• 2016

이 연구에서는 고무 스프링과 자력마찰을 조합한 스마트 댐퍼의 동적 실험을 수행하여 스마트 댐퍼의 깃발모양 (flag-shaped) 거동을 확인하고자 하였다. 스마트 댐퍼 동적실험을 수행하기 위하여, 네오디뮴 (NdFeB) 자석을 사용하였으며 $50mm{\times}50mm{\times}25mm$ ($B{\times}L{\times}H$)의 크기를 사용하였다. 또한 폴리우레탄 고무를 사용하였으며 길이 80mm 외경 80mm 내경 20mm의 크기의 원주형 고무스프링을 사용하였다. 동적 실험에서 자석의 개수와 진동수를 제어하여 수행하였으며, 자석의 개수는 0, 4, 8, 12개의 순서로 증가하였으며, 이는 자력 마찰력이 증가함을 의미하였다. 진동수는 0.1부터 2.0Hz까지 증가시키면서 진행하였다. 실험의 진행은 고무 스프링이 장착되지 않은 자력마찰 댐퍼의 자력 마찰력 평가 실험, 고무 스프링의 기압축량 평가 실험 및 최종적으로 자력 마찰력과 기압축 고무스프링이 합성된 스마트 댐퍼의 동적 실험 순서로 진행하였다. 실험 결과를 통하여 스마트 댐퍼의 깃발모양 거동을 평가하고 에너지 소산능력, 감쇠비를 평가하여 스마트 댐퍼로서의 성능을 확인하였다.