• 전산구조공학
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• 제4권4호
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• pp.10-13
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• 1991

현대의 건물은 초고층화 되어가기 때문에 바람이나 지진에 의한 건물의 과다진동이 일어나며 이것은 기초분리(base isolation) 방법 또는 제진장치를 설치함으로써 해결할 수가 있다. 기초분리 방법은 지진 다발 지역에서 지진에 의한 피해를 감소시키기 위하여 주로 이용되며 제진장치는 지진은 물론 바람을 받는 고층건물, 타워, 다리 등의 대형 구조물의 제진에 사용이 되며 병원, 컴퓨터센터, 그리고 반도체 공장 등 정밀한 작업이 이루어지는 곳에서의 국부적인 제진에 적용이 되고 있다. 제진장치는 수동제진장치와 능동제진장치로 대별이 되며 원리는 질량을 이용한 건물의 감쇠력을 증대시키는 데 있다. 능동제진장치를 이용한 시스템은 과다한 설치비와 운영비 뿐만 아니라 강한 바람이나 지진이 왔을 때 전력 중단이 되어 작동이 되지 않을 때가 있으므로 현재로서는 수동제진장치가 많이 이용이 되고 있다. 따라서 현재 강한 바람이나 지진에 대한 건물전체의 거동은 수동제진장치에 의하여 대처하고 약한 바람과 지진 등에 대한 국부적인 제진에는 능동제진장치를 이용하는 복합제진시스템(hybrid vibration control system)이 제시되고 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.388-391
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• 2010

본 논문에서는 풍하중을 받는 구조물의 응답을 보다 적극적으로 저감시킴으로써 구조물의 안정성과 사용성을 개선하기위한 능동제어 알고리즘을 송도 자유무역 지구에 건설중인 포스코건설 사옥에 수치해석을 통해 적용하여 그 효과를 검증하였다. 수치해석에 의한 시뮬레이션 결과를 보면 최대 제어력이 제한이 된 비선형 제어기가 LQR 제어기와 등등한 제어효과를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 제어력의 측면에서 본다면 비선형 제어기법이 더욱 유리한 것을 알 수 있다. 또한, 본 연구에서는 구조물과 질량형 제진장치의 상호작용을 고려하여 통합적으로 제진효과를 해석하고, 이를 바탕으로 제진장치를 설계할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 구조물의 모드정보에 기초한 축소모델을 구축하고 제진장치의 설계 및 제진성능 평가를 수행하고 사용성을 평가하게 된다. 전체 소프트웨어는 질량형 제진장치의 설계프로그램과 질량형 제진장치의 종류별 대안설계결과를 등가감쇠비로 표현하여 비교평가하는 두 개의 모듈로 이루어져 있으며 전자는 비제어구조물 해석 모듈 및 TMD, TLD, TLCD, AMD를 대상으로 해석 및 설계를 수행하는 총 5개의 하부 모듈로 구성된다. 본 소프트웨어를 현재 TLCD가 설치되어 있는 인천 송도 국제업무지구의 주상복합건물에 적용하여 TMD, TLD, TLCD, AMD의 대안설계를 실시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.392-395
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• 2010

최소질량형 제진장치는 초고층건물의 풍진동 제어시 질량체의 관성력을 최대한 효율적으로 이용하여 이동질량의 크기를 최소화한 제진장치라 할 수 있다. 본 연구의 최종목표는 순수 국내기술에 의한 능동제어(active control)와 수동제어(passive control)의 특성이 결합된 하이브리드 제진장치(hybrid control device)의 콘트롤러 설계기술 개발이다. 이를 위한 1차적인 목표로 여기에서는 국내에 설치된 기존의 능동진동제어장치의 전체적인 설계과정을 살펴본다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.140-143
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• 2011

본 연구에서는 준능동형 제진장치로 복합형 제진장치(HMD, Hybrid Mass Damper)의 운용에 요구되는 제어알고리즘 개발에 대한 연구를 진행하였다. 제어력을 산정하기 위한 알고리즘 내장화 과정에서 구조물의 상태를 피드백하기 위해서는 구조물의 가속도를 계측하고 이로부터 변위, 속도를 추정하게 되는데 여기서 발생하는 오차의 문제점을 개선하기 위하여 GPS의 실시간 변위측정기술을 활용하여 변위를 직접 입력하면서 구조물의 응답을 제어할 수 있는 알고리즘을 구성하려 한다. 이 때 측정된 데이터의 값에는 잡음이 발생하고 미분기의 동적특성을 가지고 있는 HMD에 입력신호로 사용하는 경우 상당한 오차가 생기는 변위 되먹임(Feedback)의 문제점을 확인하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 제진장치 입력신호의 시간간격(Time-interval)을 조정하여 오차를 줄일 수 있는 방안을 제안하였다. 수치해석결과, 입력신호에는 최적의 시간간격(Time-Interval)이 존재하였으며 이를 적용할 경우 건물의 변위와 가속도 응답을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제3권4호
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• pp.407-413
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• 2012

이 연구에서는 국내 아파트 건물의 주요 횡력저항시스템인 전단벽식 구조를 대상으로 제진장치의 적용 가능성을 검토해 보았다. 연구목적 달성을 위하여 ASCE/SEI 7-10 제진구조물 설계방법을 현재 설계 중이거나 이전에 설계된 4개의 대표적인 전단벽식 아파트에 적용하여 내진성능 확보를 위하여 요구되는 제진장치의 성능에 대하여 조사하였다. 연구결과, 전단벽식 아파트에 제진장치를 이용하여 내진성능을 확보하기 위해서는 탄성강성이 높은 전단벽의 영향으로 인하여 제진장치의 강성이 매우 커야 함을 알 수 있었다. 이와 같은 높은 강성의 제진장치는 현실적으로 구현하기 매우 어려울 수 있으므로 전단벽식 건물에 제진장치를 설계할 때 주의하여야 하며, 벽량이 많은 전단벽식 건물의 경우 강재이력형 제진장치의 적용에 한계가 있는 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.23-34
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• 2015

최근 새로운 3차원 와이어 다공질 형태의 카고메 트러스 이력형 제진장치가 개발되어, 건축물의 내진성능 개선을 위한 제진장치로서의 적용가능성이 재료실험을 통하여 검증되었다. 본 연구에서는 카고메 트러스 이력형 제진장치를 RC 라멘조 공동주택에 외부접합 한 새로운제진구조시스템을 제안하였다. 카고메 외부접합형 제진구조시스템은 대상건물, 카고메 제진장치, 지지구조물로 구성되어 있으며, 기존 층간에 설치된 제진시스템과 달리 외부 지지 구조물과 대상 건축물의 상호작용을 이용하여 제진장치가 지진 에너지를 흡수하는 시스템이다. 본 연구에서 제안한 카고메 외부접합형 제진공법의 유효성을 검증 할 목적으로 LH공사 시범적용용 RC 라멘조 20층 공동주택의 골조를 대상으로 유사동적실험을 실시하여 내진성능 개선효과를 검토하였다. 그 결과, 국내에서 발생 가능한 지진규모 (200gal)에서 비보강 골조는 중규모의 지진피해가 예상되었지만, 카고메 외부접합형 제진보강법으로 보강한 골조는 경미한 지진피해가 예상되었으며, 대규모 지진(300gal)을 상정한 경우에도 중규모 이하의 지진피해가 예상되어 본 연구에서 개발한 카고메 제진보강법의 내진성능 개선 효과의 유효성이 검증되었다고 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.339-346
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• 2012

본 논문에서는 구조물과 능동형 제진장치를 상용 구조해석 프로그램상에서 해석하는데 필요한 등가모델을 제시하였으며, 이를 통해 부재수준의 구조검토가 가능하도록 하기 위한 연구를 진행하였다. 능동형 제진장치를 일반적인 구조해석모델에 반영하기 위하여 가상의 스프링과 대쉬폿을 이용한 등가링크 모델과, 별도의 축소모델 해석결과를 바탕으로 산정된 제어력을 제진장치 설치위치에 하중으로 작용시키는 등가하중 모델을 제시하였다. 수직캔틸레버 모델과 주상복합 건물 모델을 대상으로 능동형 제어기 설계를 위해 모드에 기초한 축소모델을 구축하고, 이를 토대로 산정된 제어이득으로부터 등가모델을 도출하였다. 이들 모델에 대해 얻어진 가속도 및 변위의 RMS 응답과 최대 부재력을 토대로 등가해석모델의 유효성을 검증하였다. 결과적으로 능동형 제진장치의 상용 구조해석 프로그램을 통해 제어대상 구조물의 부재력 수준까지 상세한 구조검토가 가능함을 확인하였으며, 상대적으로 등가링크 모델이 더 우수한 정확도를 나타내었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.55-62
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• 2004

최근 구조물 진동제어 연구분야에서는 반능동형 진동제어(제진)장치어 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 반능동형 제진장치는 수동형의 장점인 신뢰성과 경제성 및 능동형의 장점인 적용성(순응성)을 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 반능동형 제진장치의 일종으로 2톤급 반능동형 오리피스 유체댐퍼를 설계ㆍ제작하여 구조물의 적용을 통해 성능을 검증하였다. 수동형 오리피스 유체댐퍼에 2단 솔레노이드 밸브를 설치하여 반능동형을 구현하였다. 단독 성능시험을 통해 동특성을 파악하고, 시험용 철골구조물 적용시험을 통해 외부하중을 받는 구조물의 진동제어용 장치로서의 가능성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.425-427
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• 2012

본 연구에서는 플로팅 구조물과 제진장치가 연계된 시스템에 대한 진동제어를 위하여 제어알고리듬에 의한 시뮬레이션을 수행하였다. 플로팅 구조물모형 2자유도, AMD 제진장치 2자유도가 연계된 4자유도 시스템에 대한 수학적 해석모형을 모델링하였으며, 모델링을 통하여 모형과 제진장치의 계측변수, 그에 따른 시스템의 입축력 관계에 따른 상태방정식을 제어 프로세서 과정에서 모듈화 하였으며 수치시뮬레이션을 통한 제어효과를 검증하였다. 향후 플로팅 모형 실험체를 제작하여 수조실험을 통한 실험적 검증을 수행할 예정이다.

• 한국재료학회지
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• 제4권5호
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• pp.502-509
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• 1994

dynamic strain gage와 12bit AD(analog to digital converter)를 이용한 새로운 제진특성 측정 장치를 제작하였다. 이 장치를 이용하여 일반재료와 고제진재료의 제진특성을 연구하였다. 또한 열처리 조건, 초기 진동 진폭, 그리고 내부응력의 변화에 따른 SDC(specific damping capacity)변화에 관하여 연구하였다. 일반재료와 제진재료의 비교에서, 제진재료는 진동을 가한 후 0.4초 이내에 진동 진폭이 거의 사라졌지만, 같은 시간에 일반재료의 진동 진폭은 거의 감소하지 않았다. Fe-16wt. %Cr계 합금의 제진 특성은 노냉일 때 SDC max 가 40%이상이었고, Fe-5.5wt.%Ai합금의 제진 특성은 공냉일 때 SDC max값이 30%이상이었다. 초기 진동 진폭이 증가할수록 최대 제진 특성치는 낮은 진동 진폭 영역으로 이동하였다. 제진 특성은 내부 응력이 증가할수록 급격한 감소를 보였으며, 본 연구에서 개발한 제진측정 장치는 낮은 진동 진폭의 영역에서 정확한 제진 특성 측정이 가능하였다.