• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.19 no.3 s.73
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• pp.233-238
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• 2006

In this paper, mixed mode magneto-rheological(MR) damper, which is applicable for vibration control of a small scale multi-story structure, is devised. First, the schematic configurations of the shear, flow, and mixed mode MR dampers are described with design constraints and then the analytical models to predict the field-dependent damping forces are derived for each type. Second, an appropriate size of the mixed mode MR damper is manufactured and its field-dependent damping characteristics are evaluated in time domain. Finally, the performance of the manufactured MR damper which is semi-actively applied to a small scale building excited by earthquake load, is numerically evaluated.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.20 no.6
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• pp.761-767
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• 2007

In centralized control system, complicated control systems including sensors, power supply and dampers should be required to satisfy the target response of large-scale structures. The practical applications of the centralized control system, however, is very difficult due to high order finite element model of structures, uncertainty of models, and limitations of the excitation system. In this study, the decentralized response-dependent MR damper of which magnetic field is automatically modulated according to the displacement or velocity transferred to the damper without any sensing and computing systems. this decentralized response-dependent MR damper are investigated according to the ranges of relative magnitude between the control force of MR damper and the story shear force of structures by nonlinear time history analysis. Finally, its performance is compared with centralized LQR algorithm which is used in general centralized control theory for a three story building structure.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.4
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• pp.349-354
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• 2009

To rationally secure and maintain the safety and serviceability of a high-rise building, monitoring of structural responses of members is necessary. As such health monitoring of large-scale building structures has received growing attention by researchers in recent years. However, due to a very large number of members complexity of structural responses of a high-rise building structure, practical difficulties exist in selection of structural members to be sensored for assessment of structural safety of a structure. In this paper, a selection technique for active members for safety monitoring of a high-rise building based on displacement participation factor and strain energy density of a member is investigated.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.16 no.2
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• pp.183-195
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• 2003

In this study, the method of the finite element modeling for free vibration control of beam-type smart structures with bonded plate-type piezoelectric sensors and actuators is proposed. Constitutive equations for the direct piezoelectric effect and converse piezoelectric effect of piezoelectric materials are considered. By using the variational principle, the equations of motion for the smart beam finite element are derived. The proposed 2-node beam finite element is an isoparametric element based on Timoshenko beam theory. Therefore, by analyzing beam-type smart structures with smart beam finite elements, it is possible to simulate the control of the structural behavior by applying voltages to piezoelectric actuators and monitoring of the structural behavior by sensing voltages of piezoelectric sensors. By using the smart beam finite element and constant-gain feed back control scheme, the formulation of the free nitration control for the beam structures with bonded plate-tyPe Piezoelectric sensors and actuators is proposed.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.21 no.2
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• pp.161-168
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• 2008

In this paper, a tuned liquid mass damper(TLMD) was proposed and experimentally investigated on its control performance, which can control bi-axial responses of building structures by using only one device. The proposed TLMD controls the structural response in a specific one direction by using a liquid sloshing of TLCD. Also, the TLMD reduces the response of structures in the other orthogonal direction by behaving as a TMD that uses mass of the container itself and liquid within container of TLCD installed on linear motion guides. Force-vibration tests on a real-sized structure installed with the TLMD were performed to verify its independent behavior in two orthogonal directions. Test results showed that the responses of a structure were considerably reduced by using the proposed TLMD and its usefulness for structural control in two orthogonal directions.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.3
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• pp.421-432
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• 2002

In this study the modal characteristics and responses of an asymmetric structure with added viscoelastic dampers were investigated for design parameters such as eccentricity of stiffness and added dampers, the loss factor of the damping materials used. For modal characteristics, variation of the quantities such as natural frequencies, modal damping ratios, modal participation factors, and dynamic amplification factors were observed, and displacements at flexible and stiff edges, and at center of mass were obtained. Based on the results, the problem of the optimum damper distribution to minimize the torsional effects was addressed, and the proposed method for optimum damper distribution was applied to a multi-story structure to verify the applicability Finally the effect of viscous and viscoelastic dampers were compared by varying the loss factor of the viscoelastic material.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.6-9
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• 2009

교량, 댐, 터널 등의 대형 구조물 및 항공기 등의 기계 구조물의 경우 그 중요성과 함께 노후화 및 손상의 발생에 의한 구조물의 사고를 미연에 방지하기 위해 효과적인 건전도 평가와 손상 검색에 대한 연구가 최근 급증하고 있으며 특히 압전소자를 활용하여 구조물의 손상을 추정하는 기법들이 많이 개발되고 있다. 또한, 최근에는 압전소자와 계측기 사이를 케이블을 이용하여 연결할 경우 실제 대형 구조물에 설치 시 비효율적인 부분이 많아 무선 기반 계측시스템이 개발되고 있다. 그러나 이러한 무선 계측 시스템의 경우 압전소자의 가진 및 계측되는 데이터의 전송을 위해 별도의 전원공급이 필요하기 때문에 배터리가 포함되도록 구성되며 이럴 경우 그 수명이 제한적이기 때문에 실제 구조물에 활용 시 문제로 제기되고 있다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 레이저를 통해 원격지의 압전소자에 무선으로 전원을 공급하여 가진시키는 시스템을 제안하였다. 압전소자를 가진시키고자 하는 임의의 파형으로 레이저를 변조(modulation)시키고 대기 중으로 전송하여, 압전소자와 연결된 광검출기(photodiode)를 통해 전기적 신호로 변환하여 최종적으로 가진시키게 된다. 이러한 시스템을 실내 실험을 통하여 구현하였으며 그 효용성을 살펴보았다.

• Computational Structural Engineering
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• v.6 no.1
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• pp.127-135
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• 1993

This paper summarizes a study on the application of viscoelastic dampers as an energy dissipation device in the frame structure. It can be concluded that, even at high temperatures, the viscoelastically damped structure can achieve a significant reduction of structural response as compared to the case with no dampers added. Empirical formulae for estimating the dynamic properties of the viscoelastic damper are established based on the regression analysis using data obtained from component tests of the damper. The structural damping with added dampers can be satisfactorily estimated by the modal strain energy method and the derived empirical formulae. Numerical simulations using conventional modal analysis methods are also carried out to predict the dynamic response of viscoelastically damped structures under seismic excitations. Comparison between numerical simulations and test results shows very good agreement. Based on the above studies, a design procedure for viscoelastically damped structures is present . This design procedure fits naturally into the conventional structural design flow-chart by including damping ratio an additional design parameter.

• Computational Structural Engineering
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• v.17 no.3
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• pp.14-21
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• 2004

MDO프레임웍은 설계 작업을 통합적으로 관리하고 자동화하여 설계도구 간의 데이터 전달과 변환에 소요되는 설계자의 부담을 경감시키며 다분야 전문가가 참여하는 협동설계 환경을 제공함으로써 다분야를 동시에 고려한 효율적 설계를 지원한다. 이번 글에서는 이러한 MDO프레임웍으로 개발된 EMDIOS를 소개하고, 그 개발 배경과 타당성을 개략적으로 제시하였다. EMDIOS는 분산 환경을 제공하고, 데이터베이스와 연계되어 정의된 문제와 문제 풀이 절차를 저장하고 실행시 발생하는 데이터들을 체계적으로 관리하는 구조를 갖는다. MDO문제 해결에 필요한 도구들은 모두 소프트웨어 컴포넌트로 구성 및 기술되어 컴포넌트 등록기에 등록되어 저장된다. 등록된 컴포넌트는 GUI기반의 MDO커널에 의하여 검색되고 MDO문제해결 절차의 구성 요소가 된다. 구성된 문제 해결을 위한 실행은 컴포넌트 서비스 에이전트에 의하여 이루어진다. EMDIOS는 새로운 설계도구를 EMDIOS에 쉽게 통합하여 사용할 수 있도록 공통적으로 구현될 수 있는 부분을 구현한 추상 클래스와 이로부터 필요한 인터페이스를 생성할 수 있는 인터페이스 제조기를 제공함으로써 확장성과 개방성을 제공한다. 제시된 MDO 프레임웍의 사용자 인터페이스는 가장 많은 사용자를 확보하고 있는 윈도우 환경에서 Visual C++를 이용하여 개발되고 있으며, 다양한 OS환경에서 작동되어야 하는 래퍼는 JAVA로 개발하였다. 현재 개발된 EMDIOS는 다양한 벤치 마크 테스트 중이며 올해 9월이후에는 일반에게도 공개할 수 있는 프레임웍으로써 모습을 갖출 것으로 보인다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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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.