• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.5-16
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• 2018

본 연구에서는 지반에서 1차적인 면진작용을 할 수 있는 지반형 지진격리장치의 내진성능을 평가하였다. 테프론과 제강슬래그를 이용하여 지반형 지진격리장치를 조성한 후 그 위에 모형 상부구조물을 설치하고 1-G 진동대 실험을 수행하였다. 다양한 수준의 입력지진파에 대해 응답가속도와 응답스펙트럼을 분석하였으며, 지진격리장치가 없는 고정기초 구조물과 결과를 비교하였다. 연구결과, 제강슬래그형 지진격리장치가 가장 가속도 저감효과가 좋았으며, 테프론형 지진격리장치는, 중 약진 조건에서는 가속도 저감효과가 크게 없고 강진조건에서는 가속도 저감효과가 좋았다. 입력파가 상부질량(Mass)으로 전달되면서, 고정기초 구조물의 응답스펙트럼은 입력지진파에 비해 단주기영역에서 증폭하고, 테프론과 제강슬래그를 이용한 지진격리장치가 있는 구조물의 응답스펙트럼은 입력지진파에 비해 장주기 영역에서 증폭하였다. 이러한 주기특성 변화와 재료간의 마찰특성이 가속도 저감효과에 영향을 준 것으로 판단된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.401-406
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• 2013

This paper presents experimental evaluation of IRE (isolation roller bearing) seismic isolation device. From the combination of base isolation on the IRE system displacement response spectrum and acceleration response spectrum, the compressive strength and the coefficient of friction experiments. Also the IRE system is evaluated by environment test according to KS standards. Both the resonance and seismic experiments using a combination of the IRE and Natural Rubber Bearing (NRB) are performed in order to analyze the seismic isolation of the IRE system dynamic characteristics. For the given load and exciting frequency, the resonant frequency becomes lower, but the resonant magnification remains to be same. However, it is shown that when we consider the IRE only, the vibration on the table with the horizontal movement and the independent horizontal displacement due to the rolling motion of the plate and roller are significantly reduced. This result verifies that the proposed optimal design method of the IRE system is very effective.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.601-611
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• 2016

최근 빈번하게 발생하는 크고 작은 지진에 대비하여 구조물의 지진에 대한 안전성을 확보하기 위한 방안으로 지진격리시스템을 이용한 연구개발과 사용이 점차 증가하고 있다. 지진격리시스템의 하나인 고감쇠 고무받침(HDRB)는 특수한 고감쇠 고무(HDR)를 이용한 적층형 고무받침으로서 유사 지진격리장치인 납 고무받침에 비해 감쇠기능이 다소 떨어지는 단점이 있어 활용도가 높지 않았다. 그러나, 고감쇠 고무받침은 재료와 형상이 유사한 천연고무받침의 비해 우수한 감쇠력을 가지고 있으며 기존 납 고무받침의 경우 납의 유해성이 문제되어 납을 사용하지 않은 고감쇠 고무받침에 대한 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 고감쇠 고무받침을 대상으로 압축응력 의존성 및 주파수 의존성, 반복하중 의존성 등 다양한 특성에 대하여 실험을 실시하였다. 그리고 여러 계기지진파 상태에서 고감쇠 고무받침의 내진성능을 평가하기 위해 진동대 실험과 분석을 수행하였다. 축소교량에 고감쇠 고무받침을 적용한 모델을 사용했고, 지진격리와 비 지진격리로 구분하여 진행하였다. 그 결과 고감쇠 고무받침을 적용할 경우 비 지진격리의 경우에 비해 높은 감쇠효과를 보였으나 Mexico City와 같은 연약지반의 구조물에 지진격리를 적용할 경우 오히려 구조물의 응답이 증가하는 양상을 나타내 지진격리장치 적용성에 주의해야 할 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.409-416
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• 2006

The seismic characteristics with 3-Dimensional Floor Isolation System have been studied using a shaking table system. In this study, we made two kind of floor system (Type I, Type II) and several seismic tests with and without isolation system were conducted to evaluate 3-Dimensional Floor Isolation Effectiveness. Both type have showed large reduction effectiveness in acceleration, response spectra but Type II have showed lower acceleration and lower first mode in response spectra, compared to type I. On the basis of test results and consideration of application, it is found that type II is more suitable for floor model of main control room of Nuclear Power Plant.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2003년도 추계 학술발표회논문집
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• pp.403-410
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• 2003

This paper presents the results of experimental studies on the equipment isolation effect in the nuclear containment. For this purpose, shaking table tests were performed. The isolation system, known as Friction Pendulum System (FPS), combines the concepts of sliding bearings and pendulum motion was selected. Peak ground acceleration, bidirectional motion, effect of vertical motion and frequency contents of selected earthquake motions were considered. Finally, it is presented that the FPS systems are effective for the small equipment isolation. Key word equipment isolation, nuclear containment, shaking table test, Friction Pendulum System (FPS)

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권2호
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• pp.227-248
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• 2015

A CFPBS (Cone-type Friction Pendulum Bearing System) was developed to control the acceleration delivered to a structure to prevent the damage and degradation of critical communication equipment during earthquakes. This study evaluated the isolation performance of the CFPBS by numerical analysis. The CFPBS was manufactured in the shape of a cone differenced with the existing FPS (Friction Pendulum System), and a pattern was engraved on the friction surface. The natural frequencies of the CFPBS were evaluated from a free-vibration test with a seismic isolator system consisting of 4 CFPBS. To confirm the earthquake-resistant performance, a numerical analysis program was prepared using the equation of the CFPBS induced from the equations of motion. The equation reported by Tsai for the rolling-type seismic isolation bearings was proposed to design the equation of the CFPBS. Artificial seismic waves that satisfy the maximum earthquake scale of the Korean Building Code-Structural (KBC-2005) were created and verified to review the earthquake-resistant performance of the CFPBS by numerical analysis. The superstructural mass of the CFPBS and the skew angle of friction surface were considered for numerical analysis with El Centro NS, Kobe NS and artificial seismic waves. The CFPBS isolation performance evaluation was based on the numerical analysis results, and comparative analysis was performed between the results from numerical analysis and simplified theoretical equation under the same conditions. The validity of numerical analysis was verified from the shaking table test.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.712-722
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• 2020

연구목적: 최근 국내 규모 5.0이상의 지진으로 인한 피해 발생이 증가하고 있다. 지진이 발생하면 구조물 이외에도 내부설비, 전력기기 등에 피해를 주게 된다. 이에 본 논문에서는 지진으로 인한 배전반과 같은 전기기기의 피해를 저감시킬 수 있는 이중 슬립마찰면이 있는 면진장치를 개발하였으며, 이에 대한 면진성능을 평가하였다. 연구방법: 면진성능을 평가하기 위해 진동대 시험을 수행하였으며, 면진장치 유무에 따른 성능비교를 수행하였다. 다양한 주파수와 가속도 수준에 대한 응답가속도 및 변위를 비교하여 면진장치의 감쇠효과를 분석하였다. 연구결과: 시험결과, 면진장치가 설치되어 있는 경우가 면진장치가 설치되어 있지 않은 경우보다 가속도 증폭이 최대 42% 작았다. 이는 면진장치의 이중슬립마찰면 사이에서 발생한 변위가 지진에너지를 소산하는 역할을 하여 증폭에너지가 감소된 것으로 판단된다. 결론: 이중 슬립마찰면을 적용한 면진장치는 약진보다는 강진에서 지진감쇠효과가 더 컸으며, 주파수가 클수록 지진감쇠효과가 더 좋았다. 따라서, 배전반과 같은 전기기기에 적용하여 지진에너지를 감쇠하는 작용을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제19권2호
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• pp.103-117
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• 2020

The effect of the foundation size on the efficiency of seismic base isolation using a layer of stone pebbles is experimentally investigated. Four scaled models of buildings with different stiffnesses (from very stiff to soft) were tested, each with the so-called small and large foundation, and exposed to four different accelerograms (different predominant periods and durations). Tests were conducted so that the strains in the model remained elastic and afterwards the models were tested until collapse. Each model was tested for the case of the foundation being supported on a rigid base and on an aseismic layer. Compared to the smaller foundation, the larger foundation results in a reduced rocking effect, higher earthquake forces and lower bearing capacity of the tested models, with respectable efficiency (reduced strain/stress, displacement and increase of the ultimate bearing capacity of the model) for the considered seismic base isolation compared to the foundation on a rigid base.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.440-446
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• 2010

본 논문은 적층고무받침을 이용하여 지진으로부터 교량의 손상피해를 줄이기 위한 연구이다. 적층고무 받침은 지진 발생시 변위를 증가시키고, 주기를 길게하여 하중을 전환시킨다. 적층고무받침과 같은 면진장치에 몇 가지 지진파를 가진하여 진동대 실험을 하였다. 이 실험에서는 가속도계와 하중계, 변위계를 설치하여 상판의 가속도 및 전단력 등을 측정하였다. 더구나 적층고무받침을 설치한 경우와 지진격리장치를 설치하지 않은 경우로 구분하여 진동대 실험하여 그 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 상판의 가속도 및 전단력은 적층고무받침을 사용할 경우 응답이 감소하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제23권6호
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• pp.517-526
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• 2022

Previous studies have shown that pile-soil interactions have significant influences on the isolation efficiency of an isolated structure. However, most of the existing tests were carried out using a 1-g shaking table, which cannot reproduce the soil stresses resulting in distortion of the simulated pile-soil interactions. In this study, a centrifuge shaking table modelling of the seismic responses of a friction pendulum bearing isolated structure with a pile foundation under earthquakes were conducted. The pile foundation structure was designed and constructed with a scale factor of 1:100. Two layers of the foundation soil, i.e., the bottom layer was made of plaster and the upper layer was normal soil, were carefully prepared to meet the similitude requirement. Seismic responses, including strains, displacement, acceleration, and soil pressure were collected. The settlement of the soil, sliding of the isolator, dynamic amplification factor and bending moment of the piles were analysed to reveal the influence of the soil structure interaction on the seismic performance of the structure. It is found that the soil rotates significantly under earthquake motions and the peak rotation is about 0.021 degree under 24.0 g motions. The isolator cannot return to the initial position after the tests because of the unrecoverable deformation of the soil and the friction between the curved surface of the slider and the concave plate.