• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.703-708
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• 2020

최근 지진에 대한 위험이 고취됨에 따라 내진설계에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 면진장치중 하나인 마찰 진자형 지진격리받침을 고강도 엔지니어링 플라스틱을 이용하여 슬라이더(spherical)를 적용하였다. 이는 다른 금속에 비해 가벼운 중량으로 운반, 설치 및 유지보수가 매우 용이하고, 기존의 금속부품 대비 내부식성이 매우 우수하다. 또한 특수 마찰재를 삽입하여 사용하므로 교체가 용이하여 마찰계수 조절이 가능하다는 장점을 입증하였지만 금속 소재 슬라이더 대비 장기 처짐에 대한 우려가 대두되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 개발된 마찰 진자형 지진격리받침으로 압축-전단시험, 반복피로시험 후 극한하중 재하시험을 실시하여 시험 후의 압축 및 전단특성 변화와 반복피로시험 후 극한하중 재하시 슬라이더의 변형 및 전단특성을 측정, 분석하여 슬라이더의 장기 처짐값을 측정하였고 그 처짐값이 사용 설계 허용범위 내에 있는지를 입증하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.450-457
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• 2018

연구목적: 2016년 9월 경주 이후 구조물 및 비구조물의 지진 안전성 및 내진성능에 관한 문제가 이슈화 되고 있으며, 특히 배관 시스템의 경우 구조요소 보다 지진 발생시 내진성능에 있어서 취약하다고 볼 수 있다. 스프링클러 배관 시스템과 같은 비구조적 구성요소의 손상으로 인해 지진 발생 및 이후에 상당한 경제적 손실이나 생명 손실을 초래 할 수 있다. 연구방법: 본 연구는 Triple Friction Pendulum Bearings (TPBs)을 설치한 건물 배관 시스템을 이용한 소방 배관 시스템의 내진성능평가를 제시한다. Kobe, Kocaeli, GyeongJu 지진을 고려하여 지반 운동의 불확실성을 고려하였다. 연구결과: 빌딩 시스템과 파이핑 시스템의 첫 번째 모드는 각각 약 5.8Hz와 약 2.742Hz로 나타났으며, 또한 TPBs 시스템이 적용된 배관 시스템의 최대 변위는 Kobe, Kocaeli 및 GyeongJu 지진의 경우 각각 49%, 14.4%, 21.5%가 감소한 것으로 나타났다. 결론: 따라서 건물 배관 시스템에서 지진 격리 시스템을 사용하면 지진이 심할 때 TPB가 없는 일반적으로 설치된 걸물 배관 시스템보다 지진 위험을 줄일 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.55-61
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• 2008

면진장치 중에서 최근 많은 연구가 이루어지고 있는 마찰진자 베어링은 적절한 마찰력을 얻기 위해 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 마찰재가 이용되고 있다. 본 연구에서는 자력의 반발력을 이용해 재료의 성질을 대체하여 면진성능을 향상 시킬 수 있는 자력을 이용한 마찰진자 베어링을 제안하였다. 제안된 시스템은 자력에 의한 반발력이 수직력을 줄여줌으로써 재료에 의한 마찰계수의 영향을 줄일 수 있음을 가정하였다. 또한 자력의 영향을 가정하기 위해서 간단한 실험을 구성해 보았으며, 자력이 작용을 할 때 마찰계수($\mu$)를 약 20%정도 줄여줄 수 있었다. 실험 결과를 적용한 수치해석을 통해 다양한 지진에 대해서 기존의 마찰진자 베어링보다 향상된 성능을 보여주었고, 특히 지진으로 인해 구조물의 파괴에 작용하는 주된 요소인 최상층의 가속도와 구조물의 상대변위를 비교함으로써 제안된 시스템이 면진장치로서의 기능을 가지고 있음을 확인하였다. 자력을 이용하여 기존의 PTFE 마찰재를 대체할 수 있는 자력을 이용한 마찰진자 베어링의 구조적 설계를 할 수 있다면 마찰진자 베어링의 문제점을 보완한 기초격리장치로서 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4A호
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• pp.303-309
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• 2011

적층고무받침은 지진격리 교량에서 면진장치로 주로 사용되고 있으며, 지진격리 설계시 적층고무받침의 성능 및 거동특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 적층고무받침의 주요 평가요소로는 압축 및 전단특성 그리고 인장특성으로 구분된다. 이 요소 중 압축특성 및 전단특성에 대한 특성실험 결과는 많으나, 인장특성에 대한 자료는 충분하지 않다. 이에 따라 본 연구에서는 인장하중을 받는 적층형 고무받침의 특성에 대해 연구를 수행하였다. 적층고무받침의 인장시험은 형상계수 및 전단변형 변화에 따른 기계적 특성에 대하여 검토하였다. 실험결과 인장변형이 증가 할수록 인장이력곡선은 비선형 특성을 보이며, 단순인장시험결과 300%이상 인장변형 후 파괴되었다. 반면에 전단변형된 상태에서 인장파괴는 약 40%이상의 인장변형 후 파괴되었다. 또한 형상계수가 낮을수록 극한인장 파괴성능이 저하되었다. 이와 같은 결과는 명확하지는 않지만 고무 층이 3축 인장 받을 경우 내부공극에 의해 균열이 확장되어 파괴가 발생하는 것으로 추측된다. 본 연구결과는 지진격리 구조물 설계시 인장하중에 대한 기초자료로 충분히 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.401-408
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• 2002

교량의 건설에 있어서 내진설계가 주요문제로 부각되면서, LRB(Lead Rubber Soaring)가 한 방법으로 사용되고 있다. 특히, 설계변경 또는 내진보수.보강과 같이 제약 조건이 있는 상황에서 유용한 면진방법으로 적용된 사례를 찾아 볼 수 있다. 이와 같이 LRB의 사용이 증가함에도 불구하고, 그 특성을 엄밀히 검증할 수 있는 시험기준이 정립되어 있지 않다. 따라서, 실무에서 LRB를 사용하는 경우 많은 혼란이 발생하고 있으며, 구조물의 면진성능에 대한 신뢰성도 떨어뜨리고 있다. 본 연구에서는 실무에서 발생하는 혼란과 LRB의 성능에 대한 불확실성을 줄이기 위하여 특성시험 기준을 정립하였다. 특성시험 기준은 미국 HITEC의 면진장치 특성시험 기준과 일본의 시험 기준을 토대로 국내 시방서와 시공 및 설계환경에 적합한 기준을 제시하고자 한다. 특성시험절차는 LRB의 연직강성, 수평유효강성, 감쇠비, 내구성 등 총 8개 항목에 대하여 정리하였다. 이 절차에 따라, 본 연구에서 실험이 수행 될 것이며, 시험 결과를 분석.평가한 후 세부사항을 재검토하여 실무에서 유용하게 사용할 수 있는 기준을 제시하고자 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.71-74
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• 2011

최근 국제적으로 지진 발생 규모가 증대하고 있으며, 우리나라를 비롯한 많은 나라에서 구조물 및 주요 시설물에 대한 내진설계에 관심이 증대되고 있다. 지진방재는 건물자체의 안전성뿐만 아니라 내부설비 및 소장품에 대한 안전성까지 종합적으로 검토되어야 하며 이를 위한 대책이 필요한 실정이다. 본 연구의 주요목적은 예측 불가한 자연재해인 지진에 대해 일반적인 면진성능을 갖는 기초격리장치로서의 기능을 충실히 수행할 수 있는지를 확인하기 위하여 면진장치를 사용한 구조물의 면진효과를 검증하는 것이다. 또한 설계된 스프링의 탄성계수에 따른 실제 지진 시 응답의 차이를 알아보기 위하여 공진실험 및 진동대 실험을 실시하여 면진테이블 시스템의 면진성능을 평가하였다. 진동대 실험은 미국 "NEBS Requirements"에서 규정하는 요구응답스펙트럼에 상응하는 임의 지진파를 적용하였고 각각 x축과 z축 가진 후, x-y-z 축을 동시에 가진하여 수행하였다. 시험응답스펙트럼(Test Response Spectrum)은 요구응답스펙트럼(RRS)에 포락하도록 시험하여 최대가속도는 x축 방향 가진 시 90%의 감쇠효과가 나타났으며, 3축 방향 가진 시 x축 방향은 58%, y축 방향은 31%의 감쇠효과가 나타났다. 최대상대변위는 설계스트로크 140mm에 대하여 최대 85.54mm의 변위가 발생하여 안정적인 거동을 나타내었다. 본 연구에서 제안한 면진테이블 시스템은 중요 첨단장비 및 문화재 등의 전도 및 파괴를 방지하는 데 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1126-1131
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• 2010

Experimental studies for the high damping rubber bearing, lead rubber bearing and natural rubber bearing, those are often used to improve the seismic capacity if the structure recently, are conducted to evaluate the seismic capacity of the seismic isolation bearings. The shear stiffness of the bearings decrease and the shear strain amplitude or the constant axial load level increase, but not sensitive to the strain rate effect. Bearings are strong for the axial compression but weak for the axial tension.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.451-458
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• 2002

To secure structures from strong earthquakes occurred recently and design economically seismic isolation design is spread rapidly. Specially, frictional isolator has superiority in application to bridge because it has many advantages. however, because isolator lies between pier and girder, responses of pier and superstructure contradict each other and we need to control the two responses to minimize the bridge's failure probability. In this study, frictional coefficient and horizontal stiffness is defined as design parameters of frictional isolator. the optimal design parameters of frictional isolator to minimize the bridge's failure probability are presented according to strength of earthquake and soil conditions. The result says that optimal friction coefficient is higher as the strength of earthquake is increased. And it is also higher as the soils are more flexible. But, optimal horizontal stiffness of rubber spring is insensitive to strength of earthquake and soil condition.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.383-390
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• 2002

The new seismic isolation system (StLRB) is developed, which can separate non-seismic displacements which come from the thermal expansion etc. in LRB design. The StLRB has 3 components, sliding system (PTFE + stainless plate), LRB (lead rubber bearing) and STU (shock transmit units). In this project, the StLRB is designed to apply to the bridge structure by analyzing the characteristics of each component and also the dynamic behavior of the structure was analyzed by non-linear analysis. The verification test was performed to show the two stages separated by STU units. Test results show the effectiveness of both the separation and the seismic isolation performance.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 춘계 학술발표회논문집
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• pp.85-92
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• 2003

Hysteretic behaviors of a seismic isolator are identified by using the regularized output error estimator (OEE) based on the secant stiffness model. A proper regularity condition of tangent stiffness for the current OEE is proposed considering the regularity condition of Duhem hysteretic operator. The proposed regularity condition is defined by 12-norm of the tangent stiffness with respect to time. The secant stiffness model for the OEE is obtained by approximating the tangent stiffness under the proposed regularity condition by the secant stiffness at each time step. A least square method is employed to minimize the difference between the calculated response and measured response for the OEE. The regularity condition of the secant stiffness is utilized to alleviate ill-posedness of the OEE and to yield numerically stable solutions through the regularization technique. An optimal regularization factor determined by geometric mean scheme (GMS) is used to yield appropriate regularization effects on the OEE.