• 제목/요약/키워드: 1g Shaking table tests

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An Assessment Study of Seismic Resistance of Two-story Wood-frame Housing by Shaking Table Tests

  • Ni, Chun;Kim, Sang-Yeon;Chen, Haijiang;Lu, Xilin
    • 토지주택연구
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    • 제3권1호
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    • pp.79-82
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    • 2012
  • While there exists a relatively large body of technical information for the engineered design of wood-frame buildings to resist seismic ground motions, the quantitative assessment of seismic resistance of conventional houses built by prescriptive requirements is less well understood. Forintek Canada Corp., in collaboration with other research and industry partners, has embarked on a research project to address this topic. This paper will report on the seismic shake table tests of a full-scale wood-frame building. The two-story specimen, $6m{\times}6m$ in plan, was built on the seismic shake table at Tongji University in Shanghai, China, according to Part 9 of the 1995 National Building Code of Canada and shaken uni-directionally in each of the two principal directions. Three different seismic table motions were applied at increasing peak ground motion amplitudes up to 0.40 and 0.50 g. The specimen was repaired after the above sets of seismic table motions, and successive runs were conducted for increased door openings. Measurements included specimen accelerations, displacements and anchorage forces. Static stiffness of the specimen was measured at low force levels, and natural frequencies were measured after each seismic loading stage by applying low-level random excitation. The results presented consist of the capacity spectra of the shake table tests, changes in specimen stiffness and natural frequencies with increasing seismic loading. These results and those from other recent shake table tests elsewhere will be compared with simplified engineering calculations based on codified values of strength, and on that basis preliminary conclusions will be drawn on the adequacy of the current code provisions and design guides in Canada and the USA for conventional wood-frame construction.

조적식 구조물의 부분 매입식 격자철근 보강기법의 내진 성능 평가 (Seismic Performance Evaluation of Masonry Walls Retrofitted with Semi-buried Lattice Reinforcement)

  • 김상효;최문석;박세준;안진희
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.88-98
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    • 2011
  • 조적조 구조물은 전 세계적으로 중 저층 주거시설, 상업시설, 종교용 건축물, 학교, 관공서 등의 용도로 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나 조적벽체는 조적개체와 모르타르의 이질재료를 접착하여 쌓는 방식의 구조벽체로 지진과 같은 횡력 발생 시 접착력을 잃거나 미끄러지면서 파괴될 수 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하고자 조적식 구조물의 내진보강 기법을 제안하였으며, 진동대 실험을 통하여 내진 성능을 검증하였다. 진동대 실험 결과, 본 연구에서 제안한 내진보강 기법을 이용한 벽체는 한국 건축설계 기준이 제시하는 내진 기준인 0.14g와 미국 IBC에서 제시하는 내진 기준인 0.4g에서 모두 최종 파괴에 도달하지 않았다. 그러나, 0.14g 이상의 지진을 경험한 면외방향 실험체의 경우 급격한 강성저하가 관찰되어, 적절한 보수 보강이 필요할 것으로 예측된다.

Optimization of mix design of micro-concrete for shaking table test

  • Zhou, Ji;Gao, Xin;Liu, Chaofeng
    • Advances in concrete construction
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    • 제13권3호
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    • pp.215-221
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    • 2022
  • Considering their similar mass densities, an attempt was made to optimize the mix design of micro-concrete that used barite sand as an aggregate by substituting marble powder (5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 70%), clay brick powder (30%, 50%, 70%), and fly ash (30%, 50%, 70%) for the concrete (by mass) to form specimens for shaking table tests. The test results showed that for these three groups of materials, the substitutions had little effect on the density. The barite sand played a decisive role in the density, and the overall density of the specimens reached approximately 2.9 g/cm3. The compressive strength and elastic modulus decreased with an increase in the substitution rates for the three types of materials. Among them, the 28 day compressive strength values of the 40% and 50% marble powder groups were 11.73 MPa and 8.33 MPa, respectively, which were 58.7% and 70.7% lower than the control group, respectively. Their elastic modulus values were 1.33×104 MPa and 1.42×104 MPa, respectively, which were 39.1% and 35% lower than those of the control group, respectively. The 28 day compressive strength values of the 50% and 70% clay brick powder groups were 13.13 MPa and 5.8 MPa, respectively, which were 53.8% and 79.6% lower than the control group, respectively. Their elastic modulus values were 1.54×104 MPa and 1.19×104 MPa, respectively, which were 29.7% and 45.4% lower than those of the control group, respectively. The 28 day compressive strength values of the 50% and 70% fly ash groups were 13.5 MPa and 7.1 MPa, respectively, which were 52.5% and 75% lower than those of the control group, respectively. Their elastic modulus values were 1.36×104 MPa and 0.95×104 MPa, respectively, which were 37.9% and 56.6% lower than those of the control group, respectively. There was a linear relationship between the 28 day compressive strength and elastic modulus, with the correlation coefficient reaching a value higher than 0.88. The test results showed that the model materials met the high density, low compressive strength, and low elastic modulus requirements for shaking table tests, and the test data of the three groups of different alternative materials were compared and analyzed to provide references and assistance for relevant model testers.

진동대를 이용한 모바일 진동 계측 기기의 사운드 트리거 계측과 진폭 트리거 계측 성능 비교 (Comparison Between Performance of a Sound-Triggered Measurement and an Amplitude-Triggered Measurement in Shaking Table Tests)

  • 마푼과나 시부시시웨;이종호;윤성원
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.117-126
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    • 2019
  • Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) sensors have been widely used in Structural Health Monitoring due to their convenience and lower costs in comparison to conventional sensors. Triggered measurements are relevant in events such as earthquakes because unlike continuous measurements, they only record the structural response once an event happens. This is more cost effective and it makes the data more manageable because only the required measurements from the event are recorded. The most common method of triggering is amplitude triggering. However, lower input amplitudes (less than 0.1g) cannot be triggered by using this method. In this paper, sound triggering was introduced to allow triggered measurements for lower input amplitude values. The performance of the sound triggering and amplitude triggering were compared by a series of shaking-table tests. It was seen that sound-triggering method has a wider frequency (0.5~10Hz) and amplitude (0.01~1.0g) range of measurements. In addition, the sound triggering method performs better than the amplitude triggering method at lower amplitudes. The performance of the amplitude triggering, in terms of the triggering being simultaneous improves at higher input amplitudes.

측면 경계 조건이 다른 토조들의 동적거동 비교에 관한 연구 (A Comparative Study on Dynamic Behavior of Soil Containers that Have Different Side Boundary Conditions)

  • 김진만;류정호;손수원;나호영;손정웅
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권12호
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    • pp.107-116
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    • 2011
  • 1g 진동대 실험을 수행할 때, 양 벽면이 고정되어 있는 강성토조를 시용하기도 한다. 1g 진동대 실험에 강성토조를 사용하는 경우 양 쪽 벽면에서 파동이 반사가 되고 모형지반의 동적 전단 변형이 구속되어 위상차 및 가속도 증폭이 제대로 발생하지 않는 문제가 생긴다. 반면 토조를 얇은 층(Laminate)으로 구성하고 각 층 사이의 수평거동을 허용해 주는 특수형태의 토조(층 분할 토조, Laminar Shear Box)를 사용하면 이와 같은 문제를 상당부분 해결할 수 있다. 본 연구에서는 1g 진동대 실험을 통하여 경계 조건이 서로 다른 두 종류의 토조(강성토조; Rigid Box or Rigid container, 층 분할 토조; Laminar Shear Box or Laminar container)에 동적 특성이 동일한 연약한 모형 점토 지반을 조성하여 그 거동의 차이들을 정량적으로 분석하였다. 그 결과, 강성토조는 벽면의 강성으로 인해 지반내의 위상차가 적게 발생하였으며, 가속도 증폭 양상은 자유장 거동과 많이 다른 결과를 보였다. 이와 달리 층 분할 토조는 지반의 전단변위를 구속하지 않고 실제지반에서 발생하는 지반 내 위상차 및 가속도 증폭 현상을 상대적으로 잘 재현하는 것으로 나타났다. 결론적으로, 층 분할 토조(Laminar shear box)는 강성토조(Rigid Box)와 비교할 때 자유장 지반의 동적거동을 더 정확히 재현해 주는 것을 실험결과를 통해 분석할 수 있었다.

원전 전기캐비넷의 지진취약도 재평가를 위한 진동대 실험 (A Shaking Table Test for an Re-evaluation of Seismic Fragility of Electrical Cabinet in NPP)

  • 김민규;최인길
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.295-305
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    • 2011
  • 본 연구에서는 원자력발전소의 주요 설비중의 하나인 전기설비를 대상으로 지진취약도 재평가를 위한 진동대 실험을 수행하였다. 원자력발전소 내에는 많은 전기설비들이 설치되어 있으며, 이러한 전기설비의 손상은 전기설비 자체의 손상에서 그치는 것이 아니고 발전소 전체의 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 원자력발전소의 확률론적 지진안전성 평가에서는 주요 전기설비에 대한 지진취약도 결과를 활용한 평가를 수행하고 있다. 본 연구에서는 기존의 확률론적 지진안전성 평가에서 사용하고 있는 전기설비의 지진취약도 값에 대한 재평가를 위하여 원자력발전소에서 사용하고 있는 주요 기기에 대한 진동대 실험을 수행하였다. 평가대상 전기설비로는 480V MCC를 선정하였으며, 진동대 실험을 위하여 NRC 설계지진, 등재해도 스펙트럼에 의한 인공지진 그리고 PAB165'에서의 층응답스펙트럼을 이용한 인공지진의 3가지 지진파를 이용하였다. 설계지진동 수준인 최대지반가속도 0.2g부터 단계적으로 입력수준을 증가시키면서 실험을 수행하였다. NUREG/CR-5203에서 제시하고 있는 방법에 의거하여 캐비넷에서의 증폭비를 비교하였으며, EPRI TR-103959의 방법으로 취약도 평가를 수행하여 기존의 확률론적 지진안전성 평가에서 사용하고 있는 지진취약도 결과와 비교하였다. 결론적으로 기존의 보고서에서 제시하고 있는 취약도 결과가 다소 보수적으로 평가하고 있음을 알 수 있었다.

과잉간극수압 발생을 고려한 중력식 안벽구조물의 동적해석 (Dynamic Analysis of Gravity Quay Wall Considering Development of Excess Pore Pressure in Backfill Soil)

  • 유무성;황재익;김성렬
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.39-47
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    • 2010
  • In this paper, a total stress analysis method for gravity quay walls is suggested. The method can evaluate the displacement of the quay walls considering the effect of excess pore pressure developed in backfill soils. This method changes the stiffness of backfill soils according to the expected magnitude of the excess pore pressure. For practical application, evaluation methods are suggested for determining the excess pore pressure ratio developed in the backfill soils and the backfill stiffness that corresponds to the excess pore pressure ratio. This method is important in practical applications because the displacement of the quay walls can be evaluated by using only the basic input properties in the total stress analysis. The applicability of the suggested method was verified by comparing the results of the analysis with the results of 1-g shaking table tests. From the comparison, it was found that the calculated displacements from the suggested method showed good agreement with the measured displacements of the quay walls. It was also found that the excess pore pressure in backfill soils is a governing influence on the dynamic behavior of quay walls.

원전기기의 면진을 위한 진동대 실험 II : FPS (A Shaking Table Test for Equipment Isolation in the NPP (II): FPS)

  • 김민규;전영선;최인길
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권5호통권39호
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    • pp.79-89
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    • 2004
  • 본 연구에서는 원전기기의 내진안전성을 증가시키기 위해 면진장치를 적용한 기기의 진동대 실험을 수행하였다. 원전구조물과 유사한 진동수 특성을 가지는 실험모형을 제작하여 실험에 사용하였으며 구조물 내부의 기기를 모형화 하기 위하여 400kg의 강체를 사용하였다. 탁월주파수 특성이 상이한 3종류 지진파를 이용하여 진동대 실험을 수행하였다. 면진장치로는 마찰진자형 베어링(FPS)을 사용하였다. 입력지진의 최대가속도를 0.1g, 0.2g, 0.25g의 3단계로 변화시키면서 실험을 수행하였고 또한 1방향, 2방향 및 3방향 가진에 의한 거동을 분석하였다. 실험결과 지진파의 연직성분이 FPS의 면진성능에 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며 펄스타입의 속도성분이 큰 근거리 지진인 경우 면진효과가 감소하는 것을 알 수 있었다.

154 kV 및 345 kV 주변압기 부싱의 내진성능 시험 연구 (The Experimental Study on Seismic Capacity of 154 kV & 345 kV Main Transformer Bushings)

  • 황경민;함경원;김경환
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.87-94
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    • 2018
  • In this study, seismic performance of bushings and their connection parts was analyzed by performing shaking table tests for various types of bushings widely used as auxiliary equipment of main transformers in domestic substations. As a result of the seismic tests of five types of 154 kV bushings according to the manufacturers, all the bushings secured the structural integrity even at the acceleration of 1.4 g and it was found that leakage of insulating oil didn't occur. Also, the average acceleration amplification rate at the upper part of the bushings was about 2.5 to 3.0 times higher than the lower one. On the other hand, when a representative 345 kV bushing was subjected to the seismic test, the structural integrity was secured even at 1.0 g acceleration similar to the design earthquake load level, but in this test, leakage of insulating oil occurred. However, when a stiffener restricting the connection of the bushing is installed in the same 345 kV bushing, the displacement of the bushing connection is controlled and the stiffener prevent the oil from leaking even at the acceleration of the designed seismic level.

지진시 배면지반 조건이 중력식 안벽의 하중성분에 미치는 영향 (Influence of Backfill Condition on Force Components of Gravity Walls During Earthquakes)

  • 김성렬;황재익;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.15-23
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    • 2006
  • 지진시 중력식 안벽에 작용하는 하중성분은 벽체 관성력, 토압 그리고 수압으로 구성되어 있는데 이러한 하중성분은 배면지반의 밀도, 자갈 뒤채움 등 배면지반 조건에 큰 영향을 받게 된다. 그러므로, 본 연구에서는 배면지반의 다짐정도, 자갈 뒤채움재의 설치여부를 달리한 총 4가지 배면지반 조건에 대한 진동대 실험을 수행한 후, 중력식안벽에 작용하는 벽체 관성력, 수압 그리고 배면토압의 크기와 위상관계를 분석하였다. 그 결과 자갈 뒤채움과 지반 다짐이 과잉간극수압 발생을 억제하는데 효과적이며, 배면 동적작용력의 크기와 위상은 과잉간극수압의 크기에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 입력가속도 진폭이 0.1g 일때 전체하중에서 관성력, 전면동적수압 그리고 배면 작용력이 차지하는 비율은 각각 $64\%,\;21\%$ 그리고 $16\%$로 나타났으며 과잉간극수압의 크기가 증가함에 따라 전체합력에서 배면작용력이 차지하는 비율이 증가하였다.