• 제목/요약/키워드: 제진구조

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제진장치가 설치된 구조물의 등가감쇠비 (Closed Form Formulas for Equivalent Damping Ratios of a Linear Structure Equipped with Damping Devices)

  • Hwang, Jae-Seung;Lee, Sang-Hyun;Min, Kyung-Won
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.370-377
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    • 2002
  • Hwang et al (2001) proposed a new method for an evaluation of equivalent damping ratios of a linear structure with linear or nonlinear damping devices. This procedure has a disadvantage that it requires time history analysis for the whole system including damping devices, which may be troublesome for practical application. To tackle this problem closed form formulas for equivalent damping ratios are proposed in this study. It is assumed that the responses of MDOF system can be reproduced by an equivalent SDOF system which vibrates in a fundamental mode. The numerical analyses of a ten-story building equipped with linear viscous damper or active mass damper or friction damper show the effectiveness of equivalent SDOF model and closed form formulas.

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Chattering에 의한 위성 탑재체 지향성능저하 최소화를 위한 반능동제어기법 성능분석 (Performance Investigation of Semi-Active Control Logic to Minimize a Pointing Performance Degradation of On-Board Payload by Chattering Effects)

  • 오현웅;최영준
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.882-889
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    • 2010
  • 수동형 진동제어 방식과 같이 시스템이 안정되며, 수동형에 비해 높은 제진 효과가 기대되는 반능동 진동제어 방식은 시스템의 안정화가 요구되는 우주구조물의 제진방법에 유효한 진동제어 방식중 하나이다. On-Off 제어방식에 근거한 반능동 제어는 On-Off 스위칭 시에 전달력의 불연속성으로 인한 chattering을 발생시킬 수 있으며, 이는 탑재체 구조물의 고유진동수와의 커플링으로 인하여 지향성능을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다. 본 논문에서는 chattering 영향 최소화를 통한 지향성능향상을 목적으로 LQ(Linear Quadratic)이론에 기반한 가변 감쇠형 반능동 제어기법을 제안하였다. 시뮬레이션 결과는 본 논문에서 제안한 반능동 제어기법은 기존의 skyhook와 LQ를 기반으로 하는 Bang-Bang 반능동 제어기법과 비교하여 높은 진동절연 성능을 나타내고 있다.

온도와 물성의 불확실성을 고려한 고무 마운트의 동특성 해석 (Analysis on the Dynamic Characteristics of a Rubber Mount Considering Temperature and Material Uncertainties)

  • 이두호;황인성
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.383-389
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    • 2011
  • 본 논문에서는 통계적인 방법을 이용하여 점탄성 제진재인 합성고무의 물성에 대한 변동성을 평가하는 방법을 제안하고 측정데이터를 이용하여 합성고무에 대한 평가를 수행하고 합성고무로 이루어진 고무 마운트에 대한 동특성 해석을 수행하였다. 고무 물성의 불확실성 인자로는 외기 온도의 변화와 실험 데이터의 오차 및 점탄성 물질모델의 오차를 고려하였다. 고무는 분수차 미분모델로 표현되었고, 온도의 영향은 비선형 이동계수모델을 도입하여 복소계수로 나타내어 동강성과 감쇠를 표현하였다. 이러한 물성모델을 바탕으로 고무에 대한 물성 실험데이터와 물성계수의 확률밀도함수 사이에 정의된 우도함수를 최대화하는 통계적 보정방법을 이용하여 물성모델의 물질계수들에 대한 변동성을 추정하였다. 합성고무로 이루어진 제진용 고무 마운트에 대하여 유한요소모델을 이용하여 동특성을 계산하였다. 동특성의 계산시 추정된 물성의 통계값을 적용하고 몬테카를로 해석을 통하여 동강성의 변동성을 살펴서 그 변동성이 매우 큼을 확인하였다.

스프링과 방진고무가 융합된 제진장치의 하중-변위 관계 (Load-Displacement Relationship of Passive Vibration Units Composed with a Spring and Vibration-Proof Rubbers)

  • 문주현;임채림;왕혜린;양근혁
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.226-234
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 천장구조재의 내진성능향상을 위해 개발된 제진장치(seismic damping·isolation unit, 이하 SDI 유닛)의 압축 및 인장하중상태의 하중-변위 관계를 평가하고 축하중 설계를 위한 기초자료를 구축하는데에 있다. 주요변수는 스프링의 유무, 방진고무의 적층수와 스프링과 방진고무의 결합을 위해 설치된 볼트의 프리스트레스력의 크기 그리고 재하방법이다. 실험결과 볼트의 프리스트레스력의 크기가 클수록, 반복하중 보다는 단조하중에서, 그리고 스프링이 있는 SDI 유닛은 하중-변위관계에서 탄성한계점까지의 강성증가 뿐만 아니라 최대 하중 이후의 연성거동에 유리하였다. 결과적으로 에너지 소산능력은 스프링이 있으면서, 3층의 방진고무 및 볼트 항복강도의 10%의 프리스트레스력을 갖는 SDI 유닛에서 가장 높았다. 개발된 SDI 유닛의 인장내력에 대해 JIS B 2704-1(2018) 및 KDS 31 00(2019)의 기준은 단조상태에서는 안전측에서 평가된 반면, 반복하중상태에서 약 10% 높게 평가되었다.

이력에너지흡수 원리를 이용한 대경간 구조물의 내진설계(1) -이선형 탄소성 이력거동에 의안 에너지 소산원리를 이용하는 방법- (Seismic Design of Long Span Structures Based on Hysteric Energy Absorption Mechanism(1))

  • 정명채;원성대
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.85-93
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    • 2010
  • 공간구조의 지붕을 지지하는 기둥상단부에 탄소성기구를 설치하여 설계 하중을 초과하는 지진동이 가해졌을 때 이 기구의 탄소성 이력거동을 통하여 지진에너지가 흡수되는 효과를 검토한다. 이 효과로 지붕트러스로 전달되는 지진에너지가 저감되는 것을 입증하고 이러한 원리를 공간구조물의 제진설계에 활용할 수 있음을 입증한다. 트러스 형식의 지붕구조에 설계하중 이상의 외력이 가해지는 경우에는 구성부재의 좌굴파괴로 인한 건물전체의 취성붕괴가 예상되기 때문에 이러한 상황에서 구조안전성을 확보하는 설계법이 요망되며, 이 논문은 트러스 지붕에 전달되는 지진에너지를 감소시키는 설계방법을 제안하고 있다.

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마찰 감쇠기를 사용한 구조물의 보강 설계법 제안 (Seismic Retrofit Design Procedure Using a Friction Damper)

  • 문기훈;한상환;조한철;이강석
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.45-53
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 마찰 감쇠기를 사용한 기존 구조물의 제진보강 설계절차를 제시하는 것이다. 보강된 구조물의 목표 지붕층 변위는 기존 구조물이 급격한 강도의 저감없이 보유내력을 발휘할 수 있는 최대변위를 초과하지 않도록 결정하였다. 보강 구조물의 변위는 비탄성 변위비 제안식을 이용하여 예측하였다. 제안된 방법의 유효성을 검증하기 위하여 80개의 지반운동 데이터를 사용하여 비선형 동적해석을 수행하였다. 해석결과 제안된 방법은 보강 구조물의 지붕층 변위를 정확히 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

사장 케이블 제진을 위한 고성능 감쇠 장치 (High-Performance Damping Device for Suppressing Vibration of Stay Cable)

  • 정형조;박철민;장지은;박규식;이인원
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.489-496
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    • 2005
  • In this paper, the feasibility of the high-performance damping device vibration suppression of stay cables has been investigated. The proposed damping system consists of a linear viscous damper and a scissor-jack-type toggle linkage. Since the mechanism of the scissor-jack-type toggle linkage amplifies the relative displacement of the linear viscous damper, it is expected that the capacity of the viscous damper used in the scissor-jack-damper energy dissipation system can be reduced without the loss of the control performance. Numerical simulation results demonstrate the efficacy of the damping system employing the scissor-jack-type toggle linkage. Therefore, the proposed damping system could be considered as one of the promising candidates for suppressing vibration of stay cable.

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초고층 주거형 건축물의 횡변위 제어를 위한 제진장치의 적용성 평가 (An Evaluation of the Dampers for the Drift Control in Resident Tall Building)

  • 박지형;김태호;김욱종;이도범
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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    • pp.499-504
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    • 2008
  • Recently, the problem controlling lateral drift is important in tall buildings for improvement in economic efficiency and habitability. But, the Outrigger System, general used for tall building in Korea, has weak points with the occupancy of special space and the long duration of works. The dampers are applied to actively control building's response by earthquake and wind load in these days. Accordingly, we analyze the effect of the drift control using various dampers to substitute for the Outrigger System as the efficient system in tall buildings.

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Tuned Mass Damper(TMD)를 이용한 구조물의 Linear Quadratic Gaussian(LQG) 하이브리드 진동제어 (LQG Hybrid Vibration Control of a Structure Using TMD)

  • 이진호;이상범
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.108-118
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    • 2006
  • 본 연구는 지진동을 받는 구조물의 응답을 제어하기 위한 하이브리드 LQG 기법의 효용성을 조사하는 것이 목적이다. 입력 기진력은 엘센트로 지진이며 지반 가속도을 적절히 조절하여 구조물이 탄성 범위내에서 거동하도록 하였다. 수동 제어 장치로서 최상층에 설계된 TMD는 LQG 제어 알고리즘에 의해 통제되며 능동 제어기와 함께 하이브리드 제어 시스템을 이룬다. 이 기법을 통해 제어된 변위 응답을 비교한 결과 순수하게 능동 제어를 한 경우에 비해 훨씬 작은 크기의 입력으로도 변위를 제어할 수 있었으며 센서의 위치는 최상층에 부착하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다.

철골 구조물의 제진 및 면진성능 (Damping and Isolation Performance of Steel Structure)

  • 윤현도;박완신;한병찬;황선경;이규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.221-230
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    • 2004
  • 본 논문에서는 지진하중 작용시, 점탄성 감쇠기 및 면진장치를 설치한 다층 철골 모멘트 저항 골조의 동적응답을 해석적으로 규명하였다. 본 연구의 목적은 구조해석을 수행하여 최대 층간변위 및 최대응력법에 의해 효율적인 점탄성 감쇠기의 위치를 결정하는 것이다. 또한, 효율적인 진동 제어방법을 모색하기 위하여 점탄성 감쇠기 및 납삽입고무베어링형 면진장치에 의한 제어효과를 부재력, 조합응력, 그리고 구조물의 고유주기 등을 이용하여 상호 비교 분석하였다.