• 제목/요약/키워드: 에너지소산능력

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휨지배 철근콘크리트 부재의 에너지 소산능력 평가방법 (Simplified Method for Estimating Energy-Dissipation Capacity of Flexure-Dominant RC Members)

  • 엄태성;박홍근
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.297-305
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    • 2002
  • As advanced earthquake analysis/design methods such as the nonlinear static analysis are developed, it is required to estimate precisely the cyclic behavior of reinforced concrete members that is characterized by strength, deformability, and capacity of energy dissipation. However, currently, estimation of energy dissipation depends on empirical equations that are not sufficiently accurate, or experiment and sophisticated numerical analysis which are difficult to use in practice. In the present study, nonlinear finite element analysis was performed to investigate the behavioral characteristics of flexure-dominant RC members under cyclic load. The effects of axial force, arrangement of reinforcing bars, and reinforcement ratio on the cyclic behavior were studied. Based on the investigation, a simplified method to estimate the capacity of energy dissipation was proposed, and it was verified by the comparison with the finite element analyses and experiments. The proposed method can estimate the energy dissipation of RC members more precisely than currently used empirical equations, and it is easily applicable in practice.

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에너지 소산능력을 고려한 전단벽의 내진설계 (Seismic Design Method for Structural Walls Based on Energy Dissipation Capacity)

  • 박홍근;엄태성;정연희
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.247-257
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    • 2002
  • Recently, performance-based analysis/design methods such as the capacity spectrum method and the direct displacement-based design method were developed. In these methods, the estimation of energy dissipation capacity due to inelastic behavior of RC structures depends on empirical equations which are not sufficiently accurate. On the other hand, in a recent study, a simplified method for evaluating energy dissipation capacity was developed. In the present study, based on the evaluation method, a new seismic design method for flexure-dominated RC walls is developed. In determination of seismic earthquake load, the proposed design method can address variation of the energy dissipation capacity with design parameters such as dimensions and shapes of cross-sections, axial force, and reinforcement ratio and arrangement. The proposed design method is compared with the current performance-based design methods and the applicability of the proposed method is disscussed.

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에너지 소산 능력을 가진 인장가새 개발 (Development of Tension Bracing for Energy Dissipation Capacity)

  • 최형준;엄승현;김원기
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.349-356
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    • 2002
  • Anticipating potential strong earthquakes, bracing dampers for better seismic performance are being developed in Korea, while similar ones are already developed in other countries. But, there are lack of relevant research on Slender Brace Dampers rather than hysteretic dampers, whose concept is also inappropriate for rehabilitation existed slender braced frame. For the development of Slender Brace Damper in slender braced frame, this research investigates Slender Brace Damper possessing various shapes of hyteretic damper through performing experimental test under cyclic loadings. As a result at this paper, Energy dissipation of test specimens (H35B20PS, H35B20TS, H20B60PS) are superior.

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고강도 콘크리트 기둥-강재 보 외부 접합부의 이력거동 (hysteretic behaviour of exterior HSC column-steel beam joints)

  • 조순호;선성규
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.23-34
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    • 2000
  • 반복하중을 지지하는 4개의 2/3 크리 접합부 실험을 통하여 콘크리트 기둥 및 강재 보로 구성된 골조에 대한 외부 모멘트 접합부의 이력거동을 조사하였다. 주요 실험 변수는 접합부에 배치된 후프근의 수, 콘크리트만의 전단강도 발현응ㄹ 유도한 접합부 상세, 강재 보 플랜지 상, 하부에 스터드 형태의 전단키를 사용한 상세 등이다. 실험 시 관측된 균열양상, 파괴형상 및 다양한 계측결과에 근거하여 접합부 상세에 따른 각 시험체의 거동이 자세히 기술되었으며, 항복 후 보유강도, 강성저하 정도 및 에너지 소산능력 등이 분석되었다. 실험결과에 의하면, 이들 중 패널 및 인접 기둥 영역에 각각 2개의 후프근을 갖는 시험체 (CF3) 가 가장 우수한 이력응답을 나타냈으며, 이러한 형태의 접합부 상헤는 우리나와 같은 약진 지역에 적합할 것으로 판단되었다.

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Bulk형 고온 초전도체를 사용한 마그네틱 베어링의 특성 연구

  • 유제환;임윤철
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1998년도 제28회 추계학술대회
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    • pp.337-342
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    • 1998
  • 임계온도가 액체질소의 비등점(77K)보다 높은 산화물 고온 초전도체가 발견된 이후 초전도체를 여러분야에 응용하고자 하는 연구가 있어왔다. 이러한 연구중 초전도체의 자기부상특성을 이용한 마그네틱 베어링에 관한 연구가 시작되었다. 특히 최근에 임계전류밀도가 높은 덩어리형 고온 초전도체가 개발되어, 큰 부하지지력을 갖고 마찰계수가 작은 초전도 마그네틱 베어링이 가능하게 되었다. 고온 초전도체를 사용한 반발식 수동형 마그네틱 베어링은 마이스너 효과(Meissner effect)뿐 아니라 자속고정효과(Flux pinning effect)에 의해 자체적으로 외란에 대한 위치안정성을 가지며, 히스테리시스 손실에 의한 에너지 소산을 통해 외란에 대해 강한 감쇠능력을 가진다는 장점을 가지고 있으며, 대중량을 지지할 수 있다. 이러한 초전도체의 특성에 관한 정량적 수치해석은 초전도 베어링의 설계에 필수적이나 아직 국내에서는 그러한 시도가 없었다. 이러한 여건을 고려하여 본 연구에서는 Bulk형 초전도체와 자석간의 부상력 변화를 축대칭 모델로 수치해석하여 기존의 실험들과 정량적인 비교를 하여 수치해석 코드의 신뢰성을 확보하고 이를 기반으로 다양한 상황을 예측할 수 있음을 보이고자 한다.

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의사정적해석을 통한 선박충돌방호공의 극한성능평가 (Ultimate capacity evaluation of Vessel protective structure by quasi-static analysis)

  • 이계희;홍관영;김세정
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.731-734
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    • 2011
  • 본 연구에서는 강재로 구성된 선박충돌방호공의 최대방호능력을 산정하기 위하여 선박과 충돌방호공을 모델링하고 충돌거동을 해석하였다. 이러한 비선형충돌해석은 매우 큰 요소망과 고도의 비선형성을 려해야하기 때문에 이의 해석비용이 일반적인 해석에 비하여 매우 크므로 해석의 경제성을 확보하기 의사정적해석방법을 이용하여 해석을 수행하였다. 이 과정에서 효율적인 해석을 위한 수치 해석기법이 추가되었다. 해석결과 얻어진 선박과 방호공의 에너지소산곡선을 바탕으로 충돌선박이 교량하부구조에 도달하는 시점을 추정하고 이를 바탕으로 대상선박의 최대충돌속도를 산정하였다.

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GFRP 및 CFRP, AFRP sheet로 보강한 콘크리트의 충격 저항 성능 (Performance of GFRP, CFRP and AFRP Sheet Reinforced Concrete under Impact Loads)

  • 민경환;이슬기;조성훈;윤영수
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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    • pp.39.1-39.1
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    • 2010
  • 본 연구에서는 정하중 및 충격하중 하에서 FRP(fiber reinforced polymer) sheet의 보강 성능을 평가하기 위해 섬유와 레진의 종류, sheet 종류, 보강 방법에 따른 휨 실험을 실시하였다. 이를 위해 GFRP와 CFRP, AFRP sheets로 보강된 $100{\times}100{\times}400mm$ 각주형 콘크리트 공시체의 하면 보강, 중앙 U형 스트립, 그라고 이 둘을 동시에 보강한 시험체를 제작하였고, 정하중 휨 실험과 낙하식 충격하중 실험을 실시하였다. 정하중 실험에서 중앙부 U형 스트립으로 보강한 시험체는 섬유의 방향과 균열의 진전 방향이 일치하여 보강효과가 거의 없었지만 CFRP와 AFRP로 하면 및 이중 보강한 시험체는 높은 휨성능을 보였다. 반면 충격하중 실험에서는 중앙부 U형 스트립 보강이 다소 성능을 향상 시켰고, 하면 및 이중 보강한 시험체는 큰 변형과 높은 에너지 소산 능력을 보였다.

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달걀형 웨브 개구부를 가진 합성보의 강도와 초기강성도 (Strength and Initial Stiffness of Composite Beams with an Egg-Shaped Web-Opening)

  • 김원기;박노웅
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.27-35
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    • 2000
  • 강한 지진 하에서 효율적으로 거동하도록 유도하는 연구중의 하나로서 개구부를 가진 합성보의 이력거동을 조사하고 있다. 직사각형 개구부를 가진 합성보에 대한 연구를 발전시켜 에너지 소산능력이 보다 큰 달걀형 개구부를 가진 합성보에 대한 연구를 수행하였다. 실험적 연구와 비선형 FEM 해석 연구 모두가 그러한 합성보의 연성도를 입증하였다. 본 연구는 달걀형 개구부를 가진 합성보의 강도와 초기강성도를 산정하는 약산식을 제시하였고, 그 결과를 실험 및 비선형 FEM 해석의 결과와 비교 분석하였다.

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복소모드중첩법을 이용한 점탄성감쇠기를 가진 고층건물의 효율적인 동적해석 (Efficient Dynamic Analysis Using Complex Modal Superposition for Tall Buildings with Viscoelastic Dampers)

  • 김진구;홍성일;이경아;이동근
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.671-679
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    • 1999
  • 건물의 진동에너지 소산능력을 향상하기 위하여 점탄성감쇠를 설치하게 되면 이른바 비비례 감쇠시스템이 되어 구조물은 복소수형태의 고유모드와 고유치를 가진다. 복소모드중첩법은 이러한 복소모드를 이용하여 중첩함으로써 비비례 감쇠시스템 구조물의 정확한 동적 거동을 얻을 수 있는 방법이다. 그러나 건물이 고층화되면 많은 자유도로 인하여 고유치해석 및 모드중첩과정에서 많은 시간과 노력이 필요하게 된다. 본 논문에서는 효율적인 구조물의 모형화를 위하여 강막가정과 행렬응축기법을 적용하였다. 또한 몇 개의 주요 모드만을 선택하여 중첩하는 방법에 대하여 연구하였으며 구조물의 진동에 영향을 주는 모드의 선택을 위한 복소모드 응답참여계수를 제안하였다. 제안된 해석방법의 정확성과 효율성을 검토하기 위하여 예제 구조물을 대상으로 해석한 결과, 응답의 정확성을 유지하면서 해석에 필요한 시간을 대폭 절감할 수 있었다.

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휨핀칭과 에너지 소산능력 (Flexural Pinching and Energy Dissipation Capacity)

  • 박흥근;엄태성
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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    • pp.275-285
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    • 2003
  • Pinching is an important property of reinforced concrete member which characterizes its cyclic behavior. In the present study, numerical studies were performed to investigate the characteristics and mechanisms of pinching behavior and the energy dissipation capacity of flexure-dominated reinforced concrete members. By analyzing existing experimental studies and numerical results, it was found that energy dissipation capacity of a member is directly related to energy dissipated by re-bars rather than concrete that is a brittle material, and that it is not related to magnitude of axial compressive force applied to the member. Therefore, for a member with specific arrangement and amount of re-bars, the energy dissipation capacity remains uniform regardless of the flexural strength that is changed by the magnitude of axial force applied. Due to the uniformness of energy dissipation capacity pinching appears in axial compression member. The flexural pinching that is not related to shear force becomes conspicuous as the flexural strength increases relatively to the uniform energy dissipation capacity. Based on the findings, a practical method for estimating energy dissipation capacity and damping modification factor was developed and verified with existing experiments.

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