• Earthquakes and Structures
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• 제22권6호
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• pp.625-635
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• 2022

High-rise buildings (HRBs) are considered one of the most common structures nowadays due to the population growth, especially in crowded towns. The lack of land in crowded cities has led to the convergence of the HRBs and the absence of any gaps between them, especially in lands with weak soil (e.g., liquefaction-prone soil), but then during earthquakes, these structures may be exposed to the risk of collision between them due to the large increase in the horizontal displacements, which may be destructive in some cases to the one or both of these adjacent buildings. To evaluate methods of reducing the risk of collision between adjacent twin HRBs, this research investigates three vibration control methods to reduce the risk of collision due to five different earthquakes for the case of two adjacent reinforced concrete (RC) twin high-rise buildings of 15 floors height without gap distance between them, founded on raft foundation supported on piles inside a liquefaction-prone soil. Contact pounding elements between the two buildings (distributed at all floor levels and at the raft foundation level) are used to make the impact strength between the two buildings realistic. The mitigation methods investigated are the base isolation, the tuned mass damper (TMD) method (using traditional TMDs), and the pounding tuned mass damper (PTMD) method (using PTMDs connected between the two buildings). The results show that the PTMD method between the two adjacent RC twin high-rise buildings is more efficient than the other two methods in mitigating the earthquake-induced pounding risk.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.557-563
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• 2007

사장교 케이블은 구조적으로 휨강성과 감쇠력이 작아 풍우에 의해 쉽게 유해진동이 발생한다. 이러한 풍우진동을 저감시키기 위한 효과적인 방법으로 부가댐퍼를 장착하여 케이블의 감쇠력을 증가시키는 제어시스템이 널리 사용되어왔다. 그러나 댐퍼를 케이블의 정착부 부근에 설치할 수밖에 없는 구조적 한계로 인하여 충분한 감쇠력을 발휘하기 어렵다. 그러므로 본 논문은 수동제어시스템 보다 효과적으로 풍하중에 의한 케이블 진동을 제어하기 위한 능동제어시스템을 제안하였다. 제안된 능동제어시스템은 케이블의 정착단에 베어링 장치를 장착하여 케이블 단부에서 횡방향 변위가 가능하도록 모델링 하였으며, 앵커리지 내부에 장착된 능동댐퍼를 이용하여 적절한 제어력을 제공하도록 하였다. 능동제어를 위하여 최적제어 이론을 이용 LQG 조정기를 설계하였으며, 수치해석은 실제 교량인 서해대교의 최장 케이블을 대상으로 하여 기존의 댐퍼 시스템과 수동, 능동 댐퍼 부착에 따른 케이블의 진동제어성능을 비교 및 분석하였다. 연구결과 제안된 능동제어시스템은 효과적으로 사장교 케이블의 진동을 저감시킬 수 있는 시스템임을 입증하였으며, 기존의 부가댐퍼 시스템 보다 효과적으로 진동을 저감시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• Wind and Structures
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• 제18권5호
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• pp.511-528
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• 2014

The characteristics of wake galloping phenomenon for two parallel/unparallel circular cylinders were investigated via wind tunnel tests. The two cylinders were initially deployed in parallel and wake galloping phenomena were observed by varying the center-to-center distance. The effect of an unparallel arrangement of two cylinders was next investigated by fixing the spacing ratio of one side of the cylinders at 5.0D and the other side at 3.0D, in which D represents the diameter of the cylinder. For the unparallel disposition, the 5.0D side showed a small, limited vibration while the 3.0D side produced much larger amplitude of vibration, resulting in a rolling motion. However, the overall amplitude appeared to decrease in unparallel disposition when compared with the amplitude of the 3.0D - 3.0D parallel case. This represents the mitigation effect of wake galloping due to the unparallel disposition between two cylinders. Flow visualization tests with particle image velocimetry were conducted to identify flow fields between two cylinders. The test results demonstrate the existence of a complex interaction of the downstream cylinder with the shear layer generated by the upstream cylinder. When the spacing ratio was large enough, the shear layer was not observed and the downstream cylinder showed only limited random vibration.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집 특별세미나,특별/일반세션
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• pp.379-384
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• 2009

It is of great importance to assure the running safety and ride comfort in designing the floating slab track for the mitigation of train-induced vibration. In this paper, for this, analyzed are the system requirements for the running safety and ride comfort, and then, the behavior of train and track at the transition zone between the floating slab track and the conventional concrete slab track according to several main design variables such as spring constant, damping coefficient, spacing and arrangement of isolators and slab length, using the dynamic analysis technique considering the train-track interaction. The results of numerical analysis demonstrate that the discontinuity of the support stiffness at the transition results in a drastic increase of the vertical vibration acceleration of the train body, wheel-rail interaction force, rail bending stress and uplift force. The increase becomes higher with the decrease of the spring constant of isolators and the increase of the isolator spacing, but the damping ratio does not significantly affect the behavior of train and track at the transition. Therefore, to assure the running safety and ride comfort, simultaneously increasing the effectiveness of vibration isolation, it is effective to minimize the relative vertical offset between the floating slab and the conventional track slab by adjusting the spring constant and spacing of isolators at the transition.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제5권4호
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• pp.489-506
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• 2018

This paper reported test of full-scale cables attached with four types of dampers: viscous damper, passive Magneto-Rheological (MR) damper, friction damper and High Damping Rubber (HDR) damper. The logarithmic decrements of the cable with attached dampers were calculated from free vibration time history. The efficiency ratios of the mean damping ratios of the tested four dampers to theoretical maximum damping ratio were derived, which was very important for practical damper design and parameter optimization. Non-ideal factors affecting damper performance were discussed based on the test results. The effects of concentrated mass and negative stiffness were discussed in detail and compared theoretically. Approximate formulations were derived and verified using numerical solutions. The critical values for non-dimensional concentrated mass coefficient and negative stiffness were identified. Efficiency ratios were approximately 0.6, 0.6, and 0.3 for the viscous damper, passive MR damper and HDR damper, respectively. The efficiency ratio for the friction damper was between 0-1.0. The effects of concentrated mass and negative stiffness on cable damping were positive as both could increase damping ratio; the concentrated mass was more effective than negative stiffness for higher vibration modes.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.487-495
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• 2017

최근 교통정체와 환경적 문제로 인하여 많은 개발도상국에서 고속철도 시스템이 많이 건설되고 있다. 철도교는 도로교와 비교하여 차이점이 많이 있으며 그중 주행안전성 및 승차감이 중요한 이슈 중의 하나이다. 반복되는 하중으로 인한 구조물의 처짐과 가속도는 열차주행시의 안전성과 사용자의 승차감에 큰 영향을 미친다. 특히 강철도교는 콘크리트교에 비하여 상대적으로 가벼운 중량으로 진동에 취약한 특징이 있다. 이 논문의 목적은 주행 중인 열차에 의한 강박스거더 철도교의 동적 거동을 분석하고 진동을 저감할 수 있는 합리적인 방안을 제안하는 것이다. 세 개의 강철도교에 대한 장기적 계측이 수행되었으며 주행중인 열차에 의한 교량의 동적거동을 해석할 수 있는 수치적인 모델이 개발되었다. 모델의 검증을 위하여 교량의 고유진동수가 비교되었다. 구조물의 진동 저감을 위한 방안으로 세 가지 방법에 대한 매개변수 연구가 수행되었으며, 이 분석 결과를 바탕으로 합리적인 진동 저감 방안이 제안되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.21-30
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• 2008

이 연구에서는 현수교 PWS 및 CFRC 행어로프의 바람에 의한 내풍안정성 평가을 위한 풍동실험을 수행하였다. 풍동실험결과, PE관으로 피복된 PWS 케이블은 단일 케이블에서 와류진동이 발생하고 복수 케이블에서는 중심간격이 $3\sim6D$일때 웨이크갤로핑이 발생하였다. 진동이 발생하지 않는 복수 케이블에서도 풍향각이 달라지면 웨이크갤로핑이나 웨이크플러터가 발생함을 알 수 있었다. CFRC 케이블은 케이블 중심간격 및 풍향각에 관계없이 PWS 케이블에 비해 안정된 내풍성능을 보였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.1-14
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• 2004

본 연구의 목적은 무엇보다도 콘크리트중력식 댐의 내진안전성 평가방법을 정립하는 데에 있다. 그렇게 하기 위하여 지진시 구조물의 거동을 파악하고 내진성능을 평가해야 한다. 본 연구에서는 구조해석 프로그램을 사용한 동적해석을 통하여 지진시의 피해상황을 알아보았다. 물의 중량으로 인하여 댐에 가해지는 동수압은 부가질량법을 이용하여 계산하였다. 본 연구에서 알아낸 바에 의하면 지반상태에 따라 경계조건을 부여해 주는 것이 필요하며 특히 댐의 모양이 불균일하거나 갑작스런 기하학적인 변화가 있을 때에는 댐의 상하류방향 지진 만이 아닌 댐축방향 지진에 대한 해석이 반드시 필요하다는 것이 밝혀졌다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권6호
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• pp.669-683
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• 2003

The stochastic optimal nonlinear control of coupled adjacent building structures is studied based on the stochastic dynamical programming principle and the stochastic averaging method. The coupled structures with control devices under random seismic excitation are first condensed to form a reduced-order structural model for the control analysis. The stochastic averaging method is applied to the reduced model to yield stochastic differential equations for structural modal energies as controlled diffusion processes. Then a dynamical programming equation for the energy processes is established based on the stochastic dynamical programming principle, and solved to determine the optimal nonlinear control law. The seismic response mitigation of the coupled structures is achieved through the structural energy control and the dimension of the optimal control problem is reduced. The seismic excitation spectrum is taken into account according to the stochastic dynamical programming principle. Finally, the nonlinear controlled structural response is predicted by using the stochastic averaging method and compared with the uncontrolled structural response to evaluate the control efficacy. Numerical results are given to demonstrate the response mitigation capabilities of the proposed stochastic optimal control method for coupled adjacent building structures.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권1호통권24호
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• pp.39-46
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• 2007

발파를 통한 지반굴착 시 화약의 폭발로 인해 발생되는 지반의 진동은 인근 지상구조물과 지하매설물에 영향을 미치게 된다. 이러한 영향은 구조물에 피해를 발생시킬 뿐만 아니라 도심지 공사의 경우 민원에 의한 문제로 많은 경제적, 시간적 피해를 야기하므로 이에 대한 사전 영향성 평가가 필요하다. 본 연구에서는 터 널상부에 재개발을 통한 주거시설 건립을 위해 부지조성을 목적으로 한 발파작업 시 터널의 안정성을 이론식과 유한차분해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 검토하였다.