• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.71-74
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• 2011

최근 국제적으로 지진 발생 규모가 증대하고 있으며, 우리나라를 비롯한 많은 나라에서 구조물 및 주요 시설물에 대한 내진설계에 관심이 증대되고 있다. 지진방재는 건물자체의 안전성뿐만 아니라 내부설비 및 소장품에 대한 안전성까지 종합적으로 검토되어야 하며 이를 위한 대책이 필요한 실정이다. 본 연구의 주요목적은 예측 불가한 자연재해인 지진에 대해 일반적인 면진성능을 갖는 기초격리장치로서의 기능을 충실히 수행할 수 있는지를 확인하기 위하여 면진장치를 사용한 구조물의 면진효과를 검증하는 것이다. 또한 설계된 스프링의 탄성계수에 따른 실제 지진 시 응답의 차이를 알아보기 위하여 공진실험 및 진동대 실험을 실시하여 면진테이블 시스템의 면진성능을 평가하였다. 진동대 실험은 미국 "NEBS Requirements"에서 규정하는 요구응답스펙트럼에 상응하는 임의 지진파를 적용하였고 각각 x축과 z축 가진 후, x-y-z 축을 동시에 가진하여 수행하였다. 시험응답스펙트럼(Test Response Spectrum)은 요구응답스펙트럼(RRS)에 포락하도록 시험하여 최대가속도는 x축 방향 가진 시 90%의 감쇠효과가 나타났으며, 3축 방향 가진 시 x축 방향은 58%, y축 방향은 31%의 감쇠효과가 나타났다. 최대상대변위는 설계스트로크 140mm에 대하여 최대 85.54mm의 변위가 발생하여 안정적인 거동을 나타내었다. 본 연구에서 제안한 면진테이블 시스템은 중요 첨단장비 및 문화재 등의 전도 및 파괴를 방지하는 데 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.712-722
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• 2020

연구목적: 최근 국내 규모 5.0이상의 지진으로 인한 피해 발생이 증가하고 있다. 지진이 발생하면 구조물 이외에도 내부설비, 전력기기 등에 피해를 주게 된다. 이에 본 논문에서는 지진으로 인한 배전반과 같은 전기기기의 피해를 저감시킬 수 있는 이중 슬립마찰면이 있는 면진장치를 개발하였으며, 이에 대한 면진성능을 평가하였다. 연구방법: 면진성능을 평가하기 위해 진동대 시험을 수행하였으며, 면진장치 유무에 따른 성능비교를 수행하였다. 다양한 주파수와 가속도 수준에 대한 응답가속도 및 변위를 비교하여 면진장치의 감쇠효과를 분석하였다. 연구결과: 시험결과, 면진장치가 설치되어 있는 경우가 면진장치가 설치되어 있지 않은 경우보다 가속도 증폭이 최대 42% 작았다. 이는 면진장치의 이중슬립마찰면 사이에서 발생한 변위가 지진에너지를 소산하는 역할을 하여 증폭에너지가 감소된 것으로 판단된다. 결론: 이중 슬립마찰면을 적용한 면진장치는 약진보다는 강진에서 지진감쇠효과가 더 컸으며, 주파수가 클수록 지진감쇠효과가 더 좋았다. 따라서, 배전반과 같은 전기기기에 적용하여 지진에너지를 감쇠하는 작용을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 춘계학술대회논문집; 영남대학교, 20 May 1994
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• pp.116-121
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• 1994

지금까지 대형 구조물에 널리 사용되고 있는 Base Isolator는 특히, 지진하중에 대하여 상부 구조물의 지반분리(base isolation)을 이용한 지진제어를 목적으로 하기 때문에 Seismic Isolator라 한다. 일반적으로 면진베어링에는 LRB(Laminated Rubber Bearing) 방식과 R-FBI(resilient-friction base isolator) 방식으로 크게 나눌 수 있다. LRB 방식은 가장 널리 사용되는 면진베어링으로써 방진고무를 주된 재료로 하고 수직강성을 보강하기 위하여 steel plate를 조합하여 제작하며, 초기강성 및 에너지 소산능력을 증가시키기 위하여 단면중앙에 납(lead plug)를 삽입하기도 한다. R-FBI 방식은 방진고무 적층판 내부에 미끄럼판을 가지고 있으므로 LRB 방식에 비하여 더 큰 수평변위를 발생시킬 수 있다. 이번에 설계 제작한 면진베어링은 LNG 저장탱크의 Seismic Isolation을 목적으로 적용대상의 사양에 맞추어 설계 제작하고 성능평가 시험을 수행하여 LNG 저장탱크, 원자로, 대형 건축물등 지진으로부터 보호되어야 하는 대형구조물의 방진재로 적용할 수 있는가를 평가하고자 한다. 본 논문에서는 제작된 면진베어링의 설계를 검증하고 방진고무(HDR)재료의 물리적 특성시험, 축소모델에 의한 정적, 동적시험을 통하여 시험방법을 소개하고 이러한 시험결과를 기초로 하여 면진베어리의 성능을 평가하였으며, 면진베어링의 온도변화, 외부 수직하중의 변화등에 따른 특성변화와 LNG 저장탱크와 면진베어링의 체결방법에 따른 시험으로 체결방법을 검증하였으며, 대상물의 사양에 적합한가를 고찰하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.643-651
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• 2008

본 연구의 목적은 면진장치 설계 절차 체계화에 따른 면진건물의 응답특성을 사용지진 기록에 따라 평가하는데 있다. 이를 위한 대상 건물은 면진에 적합한 기초 면진 적용한 20층 주거 건물로, 지진기록 사용에 따른 응답특성을 평가하였다. 그 결과 면진건물의 시간이력해석을 위한 지진파의 선정은 응답 결과에 많은 차이가 발생할 수 있으므로 관련기준의 제정이 필요한 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안한 지진기록을 이용한 면진구조물의 시간이력해석 결과, 면진층 변위, 층간변위비, 면진장치의 거동이 적절한 것으로 평가되었다. 결론적으로 본 연구에서 제안한 지진기록 및 면진장치 선정 결과, 설계된 면진건물의 지진저항 성능이 우수함을 확인할 수 있었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.49-56
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• 2010

본 연구에서는 스마트 최상층 면진시스템을 적용한 고층건물의 풍응답 제어성능을 검토해보았다. 이를 위하여 77층 초고층 건물을 예제구조물로 선택하였고 풍동실험을 통해서 얻은 풍하중을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 예제구조물의 최상층은 FPS 및 MR 감쇠기로 구성된 스마트 면진시스템을 이용하여 주구조물과 분리된다. 주구조물의 동적응답을 저감시키는 것이 스마트 최상층 면진시스템의 가장 중요한 목표이지만 면진된 최상층의 과도한 응답은 구조물을 불안정하게 만들 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 면진된 최상층과 주구조물을 효과적으로 제어하기 위하여 스카이훅제어기를 제어알고리즘으로 사용하였다. 제안된 스마트 최상층 면진시스템의 제어성능을 검토하기 위하여 일반적인 수동 최상층 면진시스템의 제어성능과 비교하였다. 수치해석결과 제안된 스마트 최상층 면진시스템을 이용하면 일반적인 수동 최상층 면진시스템에 비해서 면진층의 변위를 효과적으로 줄이면서도 구조물의 응답을 저감시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.47-62
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• 1998

내진 설계되지 않은 일경간-이층 철골조의 면진에 사용될 적층 고무베어링과 납-고무 베어링을 설계하여 철골조와 기초 사이에 이 면진장치들을 적용하여 지진파들에 대한 내진 성능 평가를 행하였다. 이들 면진장치들을 사용하면 철골조의 내진성능이 향상된다. 특히 적층 고무베어링의 중앙에 원통형 납을 삽입함으로써 초기강성을 증가시켜, 빈번한 사용하중 하에서 구조물에 발생하는 비교적 과도한 횡변위를 구속할 수 있으며, 강한 지진파에 대해서는 이 납이 항복함으로써 에너지 소산능력을 향상시킨다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권4호통권77호
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• pp.407-417
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• 2005

원전 주 제어실에 마찰진자 베어링을 이용한 면진시스템을 적용하기 위한 해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 마찰진자 베어링을 제작하였으며 동적 물성치 시험을 통하여 이의 성능을 평가하였다. 강재 격자 바닥판, 캐비넷, 4개의 마찰진자로 구성된 주제어실의 부분 면진시스템 모형을 제작하고 진동시험대 실험을 수행함으로써 마찰진자 시스템의 원전 적용성을 평가하였다. 진동대 실험에서는 원전 스펙트럼을 이용한 인공지진파를 사용하였으며 마찰진자 위치 점의 층응답 스펙트럼의 변화를 통하여 면진 성능을 평가하였다. 향후 실험을 통하여 구현하기 어려운 실험변수의 영향을 검토하기 위하여 수치해석 모형을 작성하여 실험 결과 비교 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.185-191
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• 2007

본 연구에서는 주거용 무량판구조의 내진성능을 개선하기 위한 면진적용 가능성을 평가하였으며, 시간이력 해석을 위한 지진기록 사용에 대한 문제점을 제시하였다. 면진층 강성 및 주기 평가 및 포락해석법을 적용하여 면진전 비틀림 모드가 강한 구조물을 면진시스템 적용으로 내진성능을 개선하였다. 지진기록 사용 및 크기 조절효과의 적정성을 평가하기 위하여 DBE, MCE, ASCE 7-05의 1.4DBE 의해 크기를 조정한 시간이력 해석결과를 비교한 결과, 구조물의 지반조건과 유사한 조건에서 관측된 지진기록 및 지진기록의 응답이 설계규준 응답스펙트럼의 평균${\pm}$표준편차 범위 안에 있는 기록을 사용하는 것이 적절한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.1025-1037
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• 2015

지반과 상부 구조물 사이의 경계에서 유연성이 확보된 지진동 격리 받침 시스템을 설치한 후에 전체 구조물의 고유 주기를 연장하고 구조물에 전달되는 지진 가속도를 저감하여 구조물을 보호하는 면진 설계 방식이 최근 건설 현장에서 널리 활용되고 있다. 하지만 도심지의 현대 구조물이 점차 대형화 및 고층화 되면서 기존의 면진 받침을 그대로 사용하기에는 지진 발생시 저항 능력의 부족으로 인한 전단파괴 혹은 잔류변형이 발생하여 구조물의 사용성 향상을 위한 보수 및 붕괴 위험에 따른 철거의 문제점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 기존에 주로 사용되는 면진 받침의 저항 강도와 복원성을 향상시키기 위하여 부가적인 개장 시스템을 설치하고 지진 하중에 대한 성능을 평가하고자 한다. 초탄성 형상기억합금 소재의 보강 봉을 납 적층 고무 받침에 설치한 면진 시스템을 설계하고 단자유도 스프링 모델로 모형화하여 지진 데이터를 활용하고 비선형 동적 해석을 실시하였다. 본 연구에서 제안된 면진 시스템이 성능적인 우수성을 입증하기 위하여 기존에 사용된 면진 받침과 여기에 추가로 강재 봉으로 보강된 면진 시스템과의 극한 전단 저항력, 복원성 및 잔류변형 발생 등을 해석을 통하여 비교 평가하였다. 그 결과 초탄성 형상기억합금 소재의 제어 봉으로 보강된 면진 받침이 다른 면진 받침과 비교하여 지진저항 성능에 있어서 우수함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.415-421
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• 2013

본 논문에서는 면진시스템이 원전에 적용될 경우 원전구조물의 생애주기 성능에 미치는 영향을 소개한다. 최근 내진설계와 더불어 강진발생 예상 지역에 적용을 목적으로 개발되는 면진시스템은 구조물을 장주기화하여 응답가속도를 줄이고 상대변위를 늘려줌으로써 구조물의 안전성을 증진시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 구조물의 안전성이 중요시되는 원전구조물에 면진시스템을 적용하기 위한 연구가 국내에서 진행 중에 있다. 본 연구에서는 원전구조물의 생애주기 성능분석에 있어서 특징을 분석하고, 면진시스템이 적용될 경우 원전구조물의 생애주기성능에 있어서 미치는 영향을 평가함으로써, 도출된 결과를 면진시스템 적용의 정량적인 타당성 평가에 활용할 수 있다.