• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.154-160
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• 2021

최근에는 도심속에서 공사가 진행되는 경우가 크게 늘고 있는데, 이로 인해 기존 구조물 인근에서 공사에 의한 인위적인 진동이 자주 발생하기도 하고, 산업단지의 경우는 주변 기계류 작동 등에 의해서도 진동이 야기되어 문제가 발생하기도 한다. 한편, 구조물을 구성하고 있는 일반 콘크리트의 경우, 진동에 대한 감쇠성능이 작아, 구조물에 발생하는 진동뿐만 아니라 지반진동과 같이 외부로부터 구조물로 전달되는 다양한 진동을 차단하는데 어려움이 따른다. 이러한 지반을 통해 구조물로 전달되는 진동을 차단하기 위해서, 최근 폴리머 콘크리트를 활용하여 댐핑 성능을 크게 증가시킨 고 감쇠 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 폴리머 콘크리트는 압축, 휨, 인장강도 등의 물리적 특성과 동적 특성이 매우 우수한 것으로 알려져 있어, 지반과 접한 구조물과 같이 큰 압력에 저항하면서 진동저감이 요구되는 구조물에의 폭넓은 활용이 기대되는 구조재료라 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 지반진동 저감성능을 검토하기 위하여, 일반 콘크리트, 폴리우레탄 패드, 발포고무 패드와의 성능을 비교하였으며, 동적 특성으로 주파수 응답함수와 진동가속도에 대한 검토를 진행하여, 폴리머 콘크리트와 각각의 재료가 지하구조물에 적용될 경우의 동적 특성을 비교 검증한 후, 실 구조물에의 적용 가능성에 대해 검토하고자 한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.127-136
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• 2001

콘크리트 암거와 같은 지중구조물의 뒷채움시에 부등침하를 줄이기 위해서는 양질의 뒷채움 재료사용과 대형진동 다짐장비를 이용한 정밀한 다짐을 실시하는 것이 중요하다. 또한 효과적인 정밀 다짐은 진동 롤러의 강한 진동을 함께 구조물부에 근접하여 다지는 것이 필요하다. 그러나, 이와 같은 다짐방법은 과도한 충격하중 발생으로 구조물의 벽체균열 발생을 유발할 수 있다. 본 논문에서는 콘크리트 암거의 뒷채움 시공을 위하여 충격완화재의 종류와 다짐방법을 변화하여 다짐시의 구조물에 발생하는 다짐토압을 현장계측을 통하여 분석하였다. 타이어칩과 발포 폴리 스틸렌을 사용한 패널들을 뒷채움 다짐시공전 암거 벽면에 부착하였다. 충격완화재 Type A(Rubber)와 Type B(EPS)의 성능 비교를 위한 실내시험 결과 Type A는 Type B보다 작은 탄성계수와 큰 재료감쇠를 가지고 있어 보다 큰 충격완화효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 다짐장비는 대부분 큰 다짐에너지를 위하여 고주파수인 30Hz를 적용하였다. 현장계측 결과로부터 다짐하중에 의한 동적 수평토압의 크기는 다짐장비의 가진여부, 측정깊이, 다짐장비 이격거리 및 다짐방향에 의존하고 있었다. 암거의 동적 수평토압 측정결과로부터 롤러 다짐장비를 콘크리트 구조물에 직각방향으로 다짐작업을 실시하는 것이 수평방향으로 다짐하는 것 보다 다짐효과를 증가하는 것으로 나타났다.

• Earthquakes and Structures
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• 제9권3호
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• pp.603-623
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• 2015

The scale and nature of the recent earthquakes in the world and the related earthquake disaster index coerce the concerned community to become anxious about it. Therefore, it is crucial that seismic lateral load effect will be appropriately considered in structural design. Application of seismic isolation system stands as a consistent alternative against this hazard. The objective of the study is to evaluate the structural and economic feasibility of reinforced concrete (RC) buildings with base isolation located in medium risk seismic region. Linear and nonlinear dynamic analyses as well as linear static analysis under site-specific bi-directional seismic excitation have been carried out for both fixed based (FB) and base isolated (BI) buildings in the present study. The superstructure and base of buildings are modeled in a 3D finite element model by consistent mass approach having six degrees of freedom at each node. The floor slabs are simulated as rigid diaphragms. Lead rubber bearing (LRB) and High damping rubber bearing (HDRB) are used as isolation device. Change of structural behaviors and savings in construction costing are evaluated. The study shows that for low to medium rise buildings, isolators can reduce muscular amount of base shears, base moments and floor accelerations for building at soft to medium stiff soil. Allowable higher horizontal displacement induces structural flexibility. Though incorporating isolator increases the outlay, overall structural cost may be reduced. The application of base isolation system confirms a potential to be used as a viable solution in economic building design.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권1호
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• pp.87-103
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• 2014

This study investigated the effect of soil-structure interaction (SSI) on the response of base-isolated buildings. Seismic isolation can significantly reduce the induced seismic loads on a relatively stiff building by introducing flexibility at its base and avoiding resonance with the predominant frequencies of common earthquakes. To provide a better understanding of the movement behavior of multi-story structures during earthquakes, this study analyzed the dynamic behavior of multi-story structures with high damping rubber bearing (HDRB) behavior base isolation systems that were built on soft soil. Various models were developed, both with and without consideration of SSI. Both the superstructure and soil were modeled linearly, but HDRB was modeled non-linearly. The behavior of the specified models under dynamic loads was analyzed using SAP2000 computer software. Erzincan, Marmara and Duzce Earthquakes were chosen as the ground motions. Following the analysis, the displacements, base shear forces, top story accelerations, base level accelerations, periods and maximum internal forces were compared in isolated and fixed-base structures with and without SSI. The results indicate that soil-structure interaction is an important factor (in terms of earthquakes) to consider in the selection of an appropriate isolator for base-isolated structures on soft soils.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1983-1989
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• 2005

Industrial robots are powerful, extremely accurate multi-jointed systems, but they are heavy and highly rigid because of their mechanical structure and motorization. Therefore, sharing the robot working space with its environment is problematic. A novel pneumatic artificial muscle actuator (PAM actuator) has been regarded during the recent decades as an interesting alternative to hydraulic and electric actuators. Its main advantages are high strength and high power/weight ratio, low cost, compactness, ease of maintenance, cleanliness, readily available and cheap power source, inherent safety and mobility assistance to humans performing tasks. The PAM is undoubtedly the most promising artificial muscle for the actuation of new types of industrial robots such as Rubber Actuator and PAM manipulators. However, some limitations still exist, such as the air compressibility and the lack of damping ability of the actuator bring the dynamic delay of the pressure response and cause the oscillatory motion. In addition, the nonlinearities in the PAM manipulator still limit the controllability. Therefore, it is not easy to realize motion with high accuracy and high speed and with respect to various external inertia loads in order to realize a human-friendly therapy robot To overcome these problems a novel controller, which harmonizes a phase plane switching control method with conventional PID controller and the adaptabilities of neural network, is newly proposed. In order to realize satisfactory control performance a variable damper - Magneto-Rheological Brake (MRB) is equipped to the joint of the manipulator. Superb mixture of conventional PID controller and a phase plane switching control using neural network brings us a novel controller. This proposed controller is appropriate for a kind of plants with nonlinearity uncertainties and disturbances. The experiments were carried out in practical PAM manipulator and the effectiveness of the proposed control algorithm was demonstrated through experiments, which had proved that the stability of the manipulator can be improved greatly in a high gain control by using MRB with phase plane switching control using neural network and without regard for the changes of external inertia loads.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.73-86
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• 1998

본 논문의 목적은 현재 국내에서 개발중인 KALIMER(Korea Advanced Liquid Metal Reactor) 액체금속로의 면진설계지침서에 포함될 고감쇠 적층고무베어링에 대한 전단 강성 평가법 히스테레틱 거동해석법 그리고 대변형에서의 종국거동 해석법을확립하고자하는데 있다 이를 위하여 1/8축소규모의 고감쇠 적층고무베어링을 설계제작하고 특성실험을 수행하여 제안된 전단강성식의 타당성을 검토하였다 그리고 비선형 수정 Rate 모델을 사용한 적층고무베어링의 히스테레틱 거동해석을 수행하기 위하여 히스테레틱실험결과로부터 성능특성식을 구하고 이를 1자유도계를 이용한 지진해석에 적용하여 실험결과와 비교함으로서 제안된 모델의 정확성을 입증하였다 본 논문에서 사용한 고감쇠 적층고무베어링에 대한 대변형에서의 안정성을 평가하기 위하여 수정 Macro 모델을 이용한 종국거동해석을 수행하였다 종국거동 해석결과로부터 안정성평가를 위하여 안정전단변형한계(Critcal shear strain)를 정의하였으며 해석결과 수직하중이 증가함에 따라서 안정전단변형한계가 급격히 감소함을 알수 있었다 본논문에 사용된 고감쇠 적층고무베어링은 설계수직하중에 대해서는 종국거동에서이 존재하지 않았으나 설계수직하중의 약 5배가 작용할 경우가 350% 전단변형률부터 불안정 천이현상이 발생하였으며 약 7배가 작용할 경우에 안정전단변형한계는 340%로 나타났다.