• Title/Summary/Keyword: 점탄성감쇠기

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Vibration Control of Asymmetric Buildings Using Viscoelastic Dampers (점탄성 감쇠기를 이용한 비대칭 건물의 진동제어)

  • 김진구;방성혁;이진수
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.13-19
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    • 2001
  • 본 연구에서는 진동제어를 목적으로 강성이 비대칭적으로 분포된 구조물에 점탄성 감쇠기를 설치할 경우 비틀림 응답을 줄이기 위한 감쇠기의 효과적인 배치방법에 관하여 연구하였다. 비대칭 구조물의 응답에 미치는 점탄성 감쇠기의 효과를 알아보기 위하여 비대칭 비비례감쇠시스템의 특성방정식을 유도하고, 고유치해석을 통해 감쇠기가 설치된 비틀림 건물의 거동특성을 파악하였다. 이를 바탕으로 강성 편심 및 진동수비에 따른 최적 감쇠 편심을 찾아 이를 3차원 그래프로 나타내었다. 이를 이용하여 비대칭건물에 감쇠기를 설치했을 때 같은 양의 감쇠기를 대칭으로 설치하였을 때 보다 그 효과가 더욱 향상되는 것으로 나타났다. 또한 비대칭 건물의 비틀림제어면에서 점탄성 감쇠기가 점점 감쇠기보다 우수한 것으로 나타났다.

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Analysis of a Non-proportionally Damped Structure Equipped with Viscoelastic Dampers Subjected to Stationary Wind Loads (점탄성감쇠기를 설치한 비비례 감쇠 구조물의 풍응답 해석)

  • 김진구;이창용
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.649-659
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    • 1999
  • 본 연구에서는 점탄성감쇠기가 설치된 비비례 감쇠 구조물의 바람에 대한 확률적 응답을 진동수영역에서 구하였다. 복소수 고유치 및 고유백터를 바탕으로 모드중첩법을 이용하여 응답의 RMS 값을 구하고 그것을 근사적인 방법인 모드 변형에너지법에서 얻은 결과와 비교하였다. 또한, 가력 진동수에 따라서 변하는 점탄성감쇠기의 강성 및 감쇠 계수를 상수로 모형화하였을 때의 풍응답 해석 결과의 정확성을 진동수영역에서 검증하였다. 해석결과에 의하면 감쇠기의 진동수 의존 특성은 구조물의 1차 고유 진동수에 의해서 비교적 정확하게 표현되었고, 모드 변형에너지법은 대체로 정확한 결과를 도출하였지만, 가속도 응답을 구할 때에는 다소 큰 오차를 유발하였다.

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Integrated Optimum Design and Cost Effectiveness Evaluation of Viscoelastically Damped Building Structures based on Life-Cycle Cost Minimization (생애주기비용 최소화에 의한 점탄성감쇠기 장착 빌딩구조물의 통합최적설계 및 비용효율성 평가)

  • Park, Kwan-Soon;Hahm, Dae-Gi;Koh, Hyun-Moo
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.9 no.2 s.42
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    • pp.17-27
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    • 2005
  • This paper presents an integrated optimum design and a cost effectiveness evaluation method of a viscoelastically damped structural system. The criterion selected for the optimization is the minimization of the life?cycle cost which is a function of structural sizing variables and the amount of the viscoelastic damper. A genetic algorithm is used as a numerical searching technique in order to simultaneously find the optimum parameters of the integrated system. Optimal distributions of design variables according to various seismic characteristics are investigated by applying the proposed design method to a numerical example of a 10?story building structure. The cost effectiveness of viscoelastically damped structural system is also evaluated by comparing the life-cycle cost of the structure without viscoelastic dampers. The results show that the viscoelastic damper is effective in a region of low to moderate seismicity.

Seismic Retrofit of Steel Framed Structures Using VE Damper Model Considering Its Physical and Mechanical Characteristics (물리.역학적 특성을 고려한 점탄성 감쇠기 모델에 의한 강뼈대구조물의 지진응답개선)

  • 조창근;박문호;곽진순
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.2
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    • pp.225-235
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    • 2001
  • 본 연구는 물리·역학적 특성을 고려한 점탄성 감쇠기의 수치모델에 의한 강뼈대구조물의 지진응답개선에 관해서 조사하고자 한다. 온도변화에 의한 감쇠기 이력거동에 미치는 영향을 고려하기 위하여, 점탄성 감쇠기의 모델은 온도-주기 등가원리와 더불어 개선된 분수도함수법에 기초하여 정식화하였다. 본 감쇠기 모델의 알고리즘을 일반화된 강뼈대구조물의 비선형 동적 해석 프로그램에 추가하였다. 강뼈대구조물에 대한 해석 예를 통하여, 제시된 모델에 의한 점탄성 감쇠기의 지진응답개선에 관한 효과를 확인할 수 있었다.

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Efficient Dynamic Analysis of Tall Buildings with Viscoelastic Dampers (점탄성 감쇠기가 설치된 고층건물의 효율적인 동적 해석)

  • 김상태;홍성일;이동근
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.1 no.3
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    • pp.11-19
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    • 1997
  • In this paper, an efficient dynamic analysis method of a building structure with viscoelastic dampers is proposed. Viscoelastic dampers are used for the purpose of controlling vibration of buildings. The matrix condensation technlque based on the rigid diaphragm assumption is not readily applicable for building structures with viscoelastic dampers. An improved procedure for damping matrix condensation is employed in the proposed method to increase the efficiency of analysis. Efficiency and accuracy of the proposed method are verified through analysis of an example structure.

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Design of Viscoelastic Dampers to Meet Performance Objectives (성능목표를 달성하기 위한 점탄성 감쇠기의 설계)

  • 김진구;최현훈
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.2
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    • pp.329-339
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    • 2002
  • This research presents a systematic design procedure for supplemental viscoelastic dampers required to satisfy the given performance objectives using capacity spectrum method. To obtain required damper size, the amount of supplemental damping was computed from effective damping minus equivalent damping and inherent damping of structure. In the case of viscoelastic damper, iterative procedure is required because of the inherent stiffness of the damper. To verify the design method proposed in this study, parametric studies were performed for single degree of freedom systems with design variables. The method was also applied to a 10-story steel framed structure and the earthquake responses were obtained. According to time history analysis result the controlled displacements turned out to be close to the target displacement regardless of the design parameters.

Optimal Design of Viscoelastic Dampers in Building Frames by Eigenvalue Assignment (건축구조물에서 고유값 지전에 의한 점탄성 감쇠기의 최적설계)

  • Son, Dong-In;Lee, Sang-Hyun;Park, Ji-Hun;Kim, Jin-Koo
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.2
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    • pp.125-138
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    • 2001
  • 고유진동수와 감쇠비는 지진이나 바람과 같은 동적 횡하중에 대해 구조물의 응답을 결정하는 주요한 특성이다. 본 연구는 지진하중에 대하여 목표응답 수준을 만족하는 구조물의 고유진동수와 감쇠비를 지정하고, 이 값을 실현하는 점탄성 감쇠기 파라미터의 처적분포를 구하는 설계방법을 제안한다. 여기서 지정할 고유진동수와 감쇠비는 목표응답 수준을 만족하는 여러 조합 중 설계조건과 원래 건물의 특성에 따라 결정될 수 있다. 제안한 설계방법은 점탄성 감쇠기의 감성 파라미터를 고유값의 기울기 정보를 바탕으로 분포시키므로 최적 위치와 크기에 대한 정보를 동시에 제공한다. 예제로서 평면 10층 전단 건물을 대상으로 최적설계를 수행하여 지정된 고유값을 실현하는 파라미터의 최적분포를 구하고 이를 통해 제안한 최적 설계의 특성을 확인하였다. 또한 더 나아가 3차원 일방향 비대칭 전단전물에 제안된 최적설계를 수행하여 그에 대한 적용가능성을 확인하였다.

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Seismic Behavior of Steel Structure with Added Viscoelastic Dampers under Strong Earthquake Ground Motions (점탄성 감쇠기를 설치한 강구조 건물의 강지진 하중에 의한 거동 연구)

  • Oh, Soon Taek
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.13 no.2
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    • pp.111-120
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    • 1993
  • This paper summarizes an experimental and analytical study on the application of viscoelastic dampers as energy dissipation devices in structural applications. It can be concluded the viscoelastic dampers are effective in reducing excessive vibrations of structures under strong earthquake ground motions. It is also found that the modal strain energy method can be used to reliably predict the equivalent structural damping, and the seismic response of a viscoelastically damped structure can be accurately estimated by conventional modal analysis techniques. Based on the above studies, a design procedure for viscoelastically damped structures is presented. This design procedure fits naturally into the conventional structural design flow chart by including damping ratio as an additional design parameter.

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Seismic Behavior of Viscoelastically Damped Steel-Frame Structures (점탄성 감쇠기를 설치한 강구조건물의 지진하중에 대한 거동 연구)

  • 오순택
    • 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.

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Vibration Test of a Full-Scale Five-Story Structure with Viscoelastic Dampers: Damper Design and Test for Response (점탄성 감쇠기가 설치된 실물크기 5층 건물의 진동실험: 감쇠기의 설계 및 응답실험)

  • 민경원;이상현;김진구;이영철;이승준;김두훈
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.3
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    • pp.9-15
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    • 2003
  • This paper presents a design procedure for viscoelastic dampers to be installed in a full-scale steel structure and observes their vibration control effect, based on the excitation method and the dynamic characteristics of the structure investigated in the companion paper, Additional damping ratios required to reduce the maximum displacement to a given level were obtained by convex model. The size of dampers was determined by observing the change in modal damping ratio due to the change in damper stiffness using the modal strain energy method, The effect of the supporting braces was also considered in the determination of the modal properties. Two viscoelastic dampers were installed at the first and second inter-stories, respectively and their response reduction is verified.