• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권5호
• /
• pp.13-20
• /
• 2013

구조물의 지진응답을 저감시키기 위하여 추가적인 감쇠기나 진동제어장치가 일반적으로 사용된다. 이때, 추가적인 감쇠장치의 제어성능은 대상구조물 특성의 변화 없이 검토된다. 본 연구에서는 구조물과 스마트 제어장치의 다목적 통합최적화를 수행하였고 스마트 최상층 면진시스템이 설치된 구조물의 구조물량 저감의 가능성을 분석하였다. 이를 위하여 20층 예제구조물이 사용되었으며 MR 감쇠기와 저감쇠 탄성베어링을 사용하여 스마트 면진시스템을 구성하였다. 중약진지역의 설계스펙트럼을 바탕으로 생성된 인공지진하중을 사용하여 구조해석을 수행하였다. 수치해석결과, 스마트 최상층 면진시스템이 중약진지역에 있는 구조물의 응답과 면진층 변위를 동시에 효과적으로 줄일 수 있는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 통합최적설계기법으로 구조물량 및 감쇠기 용량을 적절하게 줄이면서도 우수한 제어성능을 발휘하는 다양한 설계 대안을 제공할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.61-70
• /
• 2013

An application of the EQS (Eradi Quake System) bearings to a short period building structure and the structure earthquake responses according to the design parameters of the EQS are studied by the ICT Center case study. The features of the EQS application to seismic isolated building structures are investigated, and the design procedure to determine the yield load and the secondary stiffness of the EQS is also studied. A computational analysis is performed to confirm the applicability of the EQS to the building structure and the earthquake responses according to the design parameters. The ICT Center in Indonesia is adopted as an application case of the EQS. The application of the EQS is found to extend the fundamental period of the ICT Center. Three types of EQS with different yield loads and secondary stiffness are designed and applied in the earthquake response analyses. The analysis results show the response of the structure with respect to the design parameters and which type of EQS is suitable for the ICT Center.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제11권4호
• /
• pp.701-721
• /
• 2016

Base isolation is a well-established passive strategy for seismic response control of buildings. In this paper, an efficient framework is proposed for reliability-based design optimization (RBDO) of isolated buildings subjected to uncertain earthquakes. The framework uses reduced function evaluations method, as an efficient tool for structural reliability analysis, and an efficient optimization algorithm for optimal structural design. The probability of failure is calculated considering excessive base displacement, superstructure inter-storey drifts, member stress ratios and absolute accelerations of floors of the isolated building as failure events. The behavior of rubber bearing isolators is modeled using nonlinear hysteretic model and the variability of future earthquakes is modeled by applying a probabilistic approach. The effects of pulse component of stochastic near-fault ground motions, fixity-factor of semi-rigid beam-to-column connections, values of isolator parameters, earthquake magnitude and epicentral distance on the performance and safety of semi-rigidly connected base-isolated steel framed buildings are studied. Suitable RBDO examples are solved to illustrate the results of investigations.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.55-66
• /
• 2005

본 논문에서는 스마트 면진장치를 효과적으로 제어하기 위하여 퍼지관리제어기를 개발하였고 그 효율성을 검토하였다. 이를 위하여 1세대 스마트 면진 벤치마크 건물을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 대상 벤치마크 구조물은 부정형의 평면을 가지고 있는 8층 건물이고 탄성베어링과 MR 감쇠기로 이루어진 스마트 면진장치가 설치되어 있다. 본 논문에서는 다목적 유전자 알고리즘을 이용하여 원거리 지진과 근거리 지진에 대하여 각각 면진구조물을 효과적으로 제어할 수 있는 하위 퍼지제어기를 개발한다. 최적화과정에서는 구조물의 최대 및 RMS 가속도와 면진층 변위의 저감이 목적으로 사용된다. 벤지마크 건물에 지진하중이 가해지면 두 개의 하위 퍼지제어기에서는 각각 다른 명령전압이 제공되는데 이 명령전압들은 퍼지관리제어기의 추론과정에 기반하여 실시간으로 참여율이 조절되어 하나의 명령전압으로 조합된다. 수치해석을 통하여 제안된 퍼지관리제어기법을 사용함으로써 상부구조물의 응답과 면진층의 변위를 효과적으로 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제24권1호
• /
• pp.127-139
• /
• 2019

Residual drifts after an earthquake can incur huge repair costs and might need to replace the infrastructure because of its non-reparability. Proper functioning of bridges is also essential in the aftermath of an earthquake. In order to mitigate pounding and unseating damage of bridges subjected to earthquakes, a self-adaptive Ni-Ti shape memory alloy (SMA)-cable-based frictional sliding bearing (SMAFSB) is proposed considering self-adaptive centering, high energy dissipation, better fatigue, and corrosion resistance from SMA-cable component. The developed novel bearing is associated with the properties of modularity, replaceability, and earthquake isolation capacity, which could reduce the repair time and increase the resilience of highway bridges. To evaluate the super-elasticity of the SMA-cable, pseudo-static tests and numerical simulation on the SMA-cable specimens with a diameter of 7 mm are conducted and one dimensional (1D) constitutive hysteretic model of the SMAFSB is developed considering the effects of gap, self-centering, and high energy dissipation. Two types of the SMAFSB (i.e., movable and fixed SMAFSBs) are applied to a two-span continuous reinforced concrete (RC) bridge. The seismic vulnerabilities of the RC bridge, utilizing movable SMAFSB with the constant gap size of 60 mm and the fixed SMAFSBs with different gap sizes (e.g., 0, 30, and 60 mm), are assessed at component and system levels, respectively. It can be observed that the fixed SMAFSB with a gap of 30 mm gained the most retrofitting effect among the three cases.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.975-982
• /
• 2005

면진은 현재 설치 공법의 단순함 그리고 지진하중에 대한 진동제어 효과의 탁월성 등으로 인하여 세계 여러 나라에서 강진으로부터 중요한 건물들을 보호하고, 구조물의 장수명화와 내진성능 향상을 도모하기 위한 실무적인 해결책으로서 받아들여지고 있다. 하지만, 국내의 경우, 재해 시 항상 문제가 되는 정보, 통신, 의료체계 및 사회공공 시설물의 피해로 인한 혼란 방지라는 차원에서 면진 구조의 도입이 종종 거론되고는 있으나 아직까지 구체적인 설계기술은 정착되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 면진 기술의 국내 기반 구축을 위하여 순수 국내기술에 의해 제작된 면진 장치(NRB)를 채용함에 따른 면진 효과를 실험적으로 검증함으로서, 향후 유사 구조 설계를 위한 기초 자료를 제공하고자 하였으며, 철근콘크리트 구조를 대상으로 지진파의 특성 및 지진동의 입력 레벨에 따른 면진 효과가 US 축소 모델 진동대 실험을 통해 제시되었다. 실험 결과, 본 연구에서 적용한 NRB는 응답가속도의 감소와 층 전단력의 감소가 확실히 관측되어 면진 설계의 기본 개념과 일치하게 건물의 주기를 장주기 영역으로 이동시켜 지진동에 의한 하중 효과를 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났으며, 면진 효과는 지진파의 특성에 따라 그 정도의 차가 다르게 나타나는 것으로 확인되었고, 장주기 성분이 많이 포함되어 있는 Mexico지진파와 같은 지진동 고려 시 특히 설계허용수평변위 설정에 주의가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제17권4호통권77호
• /
• pp.407-417
• /
• 2005

원전 주 제어실에 마찰진자 베어링을 이용한 면진시스템을 적용하기 위한 해석 및 실험적 연구를 수행하였다. 마찰진자 베어링을 제작하였으며 동적 물성치 시험을 통하여 이의 성능을 평가하였다. 강재 격자 바닥판, 캐비넷, 4개의 마찰진자로 구성된 주제어실의 부분 면진시스템 모형을 제작하고 진동시험대 실험을 수행함으로써 마찰진자 시스템의 원전 적용성을 평가하였다. 진동대 실험에서는 원전 스펙트럼을 이용한 인공지진파를 사용하였으며 마찰진자 위치 점의 층응답 스펙트럼의 변화를 통하여 면진 성능을 평가하였다. 향후 실험을 통하여 구현하기 어려운 실험변수의 영향을 검토하기 위하여 수치해석 모형을 작성하여 실험 결과 비교 검증하였다.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.91-100
• /
• 2008

본 연구에서는 sky-bridge로 연결된 고층건물의 진동제어성능을 검토하여 보았다. Sky-bridge를 이용한 진동제어의 원리는 서로 다른 동적특성을 가진 구조물이 sky-bridge를 통하여 제어력을 발휘함으로써 전체 시스템의 응답을 줄이는 것이다. 본 연구에서는 실제 건설 중인 sky-bridge로 연결된 고층건물(49층 및 42층)을 대상으로 구조물의 변위, 가속도 및 베어링반력, sky-bridge의 응력 등을 해석적인 방법으로 검토하였다. 이를 위하여 역사지진, 인공지진 및 풍동실험을 통해서 얻은 풍하중 시간이력을 사용하였다. 해석결과 sky-bridge를 사용하여 고층건물의 풍응답 및 지진응답을 효과적으로 줄일 수 있는 것을 확인하였다.

• 토지주택연구
• /
• 제2권3호
• /
• pp.287-297
• /
• 2011

본 논문은 적층고무형베어링을 갖는 15층 면진 무량판 아파트건물의 내진거동을 진동대실험을 통하여 검증한 결과를 제시하고 있다. 진동대실험은 중국의 CABR에서 1/10규모의 모형실험체를 대상으로 수행되었다. 실험의 진행은 4개의 지진파를 이용하여 X, Y, X+Y방향으로 다양한 크기의 지진동이 입력되었다. 실험결과, 비 면진건물은 중진레벨에서 진동주기가 현저히 감소하고, 비선형적인 거동을 보였으며, 가속도가 건물의 높이에 따라 현저하게 증가하고, 층간변위도 허용한계를 넘는 거동을 보였다. 반면, 면진건물은 중진레벨에서 거의 일정한 진동주기의 탄성적인 거동을 나타내었으며, 지진하중과 층 가속도가 현저하게 감소하는 응답을 나타내었다. 또한 면진층의 변위는 허용범위 내에서 거동하고, 층간변위는 무시할 수 있을 만큼 작은 강체거동을 나타내었다. 결론적으로 면진은 건물에 대한 지진의 영향을 감소시키는데 매우 효과적이며, 층 가속도의 감소를 통하여 사용성을 증가시키고, 건물 내 설비 등을 안전하게 보호할 수 있음이 입증되었다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.51-63
• /
• 2002

본 논문에서는 지진하중을 받는 사장교의 진동제어 기법 개발을 위해 제공된 벤치마크 사장교에 복합제어 기법을 적용하였다. 이 벤치마크 문제는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri 주에 건설중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고 Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계 단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 벤치마크 문제에는 사장교의 상세한 설계도면에 기초해 교량의 복잡한 거동을 나타낼 수 있는 3자원 선형모델과 각 제어기법의 성능을 평가하기 위한 18개의 평가기준이 제시되어 있다. 본 연구에서 적용한 복합제어 기법은 지진하중으로 인해 구조물에 발생되는 하중을 줄이기 위한 수동제어 기법과 상판변위와 같은 구조물의 응답을 추가적으로 제어하기 위한 능동제어 기법이 결합된 제어 방법이다. 수동제어 장지로는 납고무받침을 사용하였고 Bouc-Wen 모델을 사용하여 비선형 거동을 고려 할 수 있도륵 모델링 하였다. 능동제어 장치로는 이상적인 hydraulic actuators 가 사용되었으며 제어 알고리듬은 $H_2$/LQG 를 적용하였다. 수치해석 결과 제안방법의 성능은 수동제어 방법에 비해 매우 효과적이며, 능동제어 방법에 비해서는 약간 좋은 제어성능을 나타내었다. 복합제어 방법은 수동제어 부분 때문에 능동제어 방법에 비해 보다 신뢰할 수 있는 제어 방법이다. 따라서 제안된 제어방법은 지진하중을 받는 사장교의 제어를 위해 효과적으로 사용될 수 있다.