• 제목/요약/키워드: Viscoelastic damper

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점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 모드해석 (Modal Analysis of a Building with Viscoelastic Dampers)

  • 김진구;민경원
    • 전산구조공학
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    • 제11권1호
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    • pp.171-178
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    • 1998
  • 점탄성감쇠기가 장치된 건물은 감쇠력과 강성이 증가하며 부가되는 감쇠력에 의하여 비고전적 감쇠시스템이 된다. 이러한 경우 비감쇠시스템에서 구한 고유값을 이용하여 감쇠행렬을 대각행렬로 변환할 수 없으므로 일반적으로 운동방정식을 2n크기 행렬의 1차 미분방정식 형태로 변환하여 해석하게 된다. 이러한 방법은 일반적인 고전적 감쇠시스템에 비해 복잡하므로 감쇠행렬의 비대각항을 무시하고 해석하는 방법이 이용되기도 한다. 본 논문에서는 이러한 근사적인 방법의 타당성과 이론적 근거를 검증하고 정해와 근사해법을 이용하여 3층 전단건물의 진동특성을 구하여 비교하였다. 결과에 따르면 부가되는 감쇠력이 작을 때는 근사해와 정해가 매우 근접하나 감쇠력이 커질수록 그 오차가 커지는 것으로 나타났다.

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강성 및 감쇠 비대칭 구조물의 모드 특성 (Modal Characteristics of a Structure with Stiffness and Damping Eccentricit)

  • 김진구;방성혁
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.421-432
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    • 2002
  • 본 연구에서는 진동제어를 목적으로 강성이 평면에서 비대칭적으로 분포된 구조물에 감쇠기를 설치할 경우 감쇠편심과 강성편심에 따른 모드특성 및 변위응답의 변화에 관하여 연구하였다 모드 특성으로는 고유진동수, 모드 감쇠비, 모드참여계수, 동적 증폭계수 등의 변화를 분석하였으며, 변위는 지진이력에 대한 약변, 강변, 무게중심 등에서의 변위를 비교하였다. 또한 이를 바탕으로 비틀림 응답을 최소화하기 위한 감쇠기의 적정 감쇠 편심 및 적정 감쇠 분배 문제에 대해 논하였으며, 단층구조물에서 유도된 적정 감쇠분배 방법을 다층구조뭍에 적용하고 그 효과를 확인하였다.

Damping and vibration analysis of viscoelastic curved microbeam reinforced with FG-CNTs resting on viscoelastic medium using strain gradient theory and DQM

  • Allahkarami, Farshid;Nikkhah-Bahrami, Mansour;Saryazdi, Maryam Ghassabzadeh
    • Steel and Composite Structures
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    • 제25권2호
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    • pp.141-155
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    • 2017
  • This paper presents an investigation into the magneto-thermo-mechanical vibration and damping of a viscoelastic functionally graded-carbon nanotubes (FG-CNTs)-reinforced curved microbeam based on Timoshenko beam and strain gradient theories. The structure is surrounded by a viscoelastic medium which is simulated with spring, damper and shear elements. The effective temperature-dependent material properties of the CNTs-reinforced composite beam are obtained using the extended rule of mixture. The structure is assumed to be subjected to a longitudinal magnetic field. The governing equations of motion are derived using Hamilton's principle and solved by employing differential quadrature method (DQM). The effect of various parameter like volume percent and distribution type of CNTs, temperature change, magnetic field, boundary conditions, material length scale parameter, central angle, viscoelastic medium and structural damping on the vibration and damping behaviors of the nanocomposite curved microbeam is examined. The results show that with increasing volume percent of CNTs and considering magnetic field, material length scale parameter and viscoelastic medium, the frequency of the system increases and critically damped situation occurs at higher values of damper constant. In addition, the structure with FGX distribution type of CNTs has the highest stiffness. It is also observed that increasing temperature, structural damping and central angle of curved microbeam decreases the frequency of the system.

변위증폭형 점탄성 댐퍼시스템에 관한 해석적 연구 (Analytical Study on Viscoelastic Damper System with Displacement-Amplification Unit)

  • 손영선;최기선;유영찬;김긍환
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.205-206
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    • 2009
  • 본 연구에서는 제진장치에 유도되는 변위응답을 증폭함으로써 기존 점탄성댐퍼의 효율을 극대화할 수 있는 변위증폭형 제진시스템에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 변위증폭시스템은 지진응답에 의한 층간 횡변위를 약 2$\sim$4배 정도 증폭할 수 있어 기존 가새형태의 댐퍼보강에 비해 지진응답을 제어 하는데 능력이 매우 탁월할 것으로 분석되었다. 이를 해석적으로 검증하기 위해 본 연구에서는 각 시스템 별 변위증폭비 $\beta$의 일반식을 제안하였으며, 각 시스템의 시간이력해석 결과를 바탕으로 변위증폭비 $\beta$의 사용가능여부를 검토하였다.

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Seismic retrofit system made of viscoelastic polymer composite material and thin steel plates

  • Nasab, Mohammad Seddiq Eskandari;Chun, Seungho;Kim, Jinkoo
    • Steel and Composite Structures
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    • 제43권2호
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    • pp.153-164
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    • 2022
  • In this study, a series of cyclic loading tests were performed on viscoelastic dampers (VED) composed of viscoelastic polymer composite material and thin steel plates to observe the variation of the mechanical properties under different loading conditions. A mathematical model was developed based on the Kelvin-Voigt and Bouc-Wen models to formulate the nonlinear force-displacement relationship of the viscoelastic damper. The accuracy of the proposed mathematical model was verified using the data obtained from the tests. The mathematical model was applied to analyze a reinforced concrete framed structure retrofitted with viscoelastic dampers. Nonlinear dynamic analysis results showed that the average maximum inter-story drift ratios of the retrofitted structure met the target limit state after installing the VED. In addition, both the maximum and residual displacements were significantly reduced after the installation of the VED.

점탄성 감쇠기가 설치된 철골조 건물의 비탄성 해석 (Inelastic Analysis of Steel Frame Structures with Viscoelastic Damper)

  • 김진구;최현훈
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.271-278
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    • 2000
  • 본 연구에서는 철골조 건물의 내진 보강 방법으로 점탄성 감쇠기의 적용과 효과에 대하여 성능에 기초한 내진 설계의 관점에서 연구하였다. 먼저 단자유도계 구조물을 대상으로 입력된 지진에너지의 소산에 대한 감쇠기의 효과에 대하여 연구하였다. 설계하중으로 중력하중을 적용한 5층 건물과 중력하중과 풍하중을 적용한 10층과 20층 건물에 대하여 해석을 수행하였다. 비선형 시간이력해석을 수행하기 위하여 성능에 기초한 내진설계기준(안)에 제시된 표준 설계응답스펙트럼을 각 지반종류와 성능목표에 대하여 구성하고, 이를 바탕으로 인공지진을 생성하였다. 해석결과에 따르면 층간변위를 성능기준으로 적용하였을 때 모든 모델이 연약지반(기능수행 성능목표)을 제외한 대부분의 지반조건에서 기준안에 제시된 성능목표를 만족하였다. 또한 적당한 위치에 점탄성 감쇠기를 설치함으로써 내진성능을 향상시키고 구조물이 탄성적으로 거동하도록 유도함을 보였다.

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생애주기비용 최소화에 의한 점탄성감쇠기 장착 빌딩구조물의 통합최적설계 및 비용효율성 평가 (Integrated Optimum Design and Cost Effectiveness Evaluation of Viscoelastically Damped Building Structures based on Life-Cycle Cost Minimization)

  • 박관순;함대기;고현무
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권2호통권42호
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    • pp.17-27
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    • 2005
  • 점탄성감쇠기가 설치된 구조물의 통합최적설계기법 및 비용효율성 평가기법을 제시하였다. 구조부재와 점탄성감쇠기의 사용량을 설계변수로 하여, 생애주기비용을 최소화하도록 최적화문제를 정식화하였으며, 유전자알고리즘을 적용하여 최적의 설계변수를 검색하였다. 수치예제에 대한 통합최적설계 수행 결과를 통해 지반운동 특성에 따른 점탄성감쇠기의 최적배치 및 각 층 강성의 최적분포 경향을 분석하였으며, 점탄성감쇠기가 설치되지 않은 구조시스템과의 생애주기비용 비교를 통하여 비용효율성을 평가하였다. 점탄성감쇠기는 특히 중약진지역에서 높은 비용효율성을 보이는 것으로 나타났다.

점탄성 감쇠기가 설치된 고층건물의 효율적인 동적 해석 (Efficient Dynamic Analysis of Tall Buildings with Viscoelastic Dampers)

  • 김상태;홍성일;이동근
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.11-19
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    • 1997
  • 본 논문은 점탄성 감쇠기가 설치된 고층건물의 효율적인 동적 해석방법에 대한 연구이다. 점탄성 감소기가 건물의 진동을 적절히 제어하기 위하여 사용되고 있으며 이러한 점타성 감쇠기가 설치된 건물의 동적거동을 예측하기 위하여 적절한 해석방법이 필요하다. 해석의 효율성을 높이기 위해서 강막가정과 행렬의 응축기법을 적용할 수 있는데, 점탄성 감쇠가가 설치된 건물은 강막가정을 고려한 행렬의 응축기법을 쉽게 적용할 수 없다. 따라서 제안된 해석방법에 감쇠행렬의 새로운 응축방법을 사용하였다. 그리고 예제 건물의 해석을 통하여 해석방법의 정확한 효율성에 대하여 살펴 보았다.

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점탄성 소재를 이용한 바닥판의 진동저감에 관한 연구 (A Study on the Vibration Control of the Slab Using the Viscoelastic Material)

  • 김수진;황재승;김홍진;김도훈
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2005년도 추계학술대회논문집
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    • pp.526-529
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    • 2005
  • Attempts have been applied to reduce the vibration of slab. There are several method in the vibration control of slab from a traditional method such as increment of mass or stiffness of slab to a innovative method augmenting damping of slab. In this study, a attempt has been made to increase the effective damping in slab using the viscoelastic dampers made of viscoelastic material. The dampers are installed in a gab between slab and a beam. It is assumed that the stiffness of the beam is infinity for simplicity of the evaluation. we evaluate the reduction effect of the slab selected through numerical simulation and optimization process by applying it to a FEM model. The numerical simulation shows that the effective damping is increased as the number of bean is increased and the vibration control effect is very high.

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점탄성물질 난류댐퍼를 이용한 V형 철골 브레이스 골조의 진동응답해석 (A Vibration Response Analysis of Steel Building Frame with V Shape Brace Vibrationally Controlled by Turbulent Flow Dampers Sealed by Visco-Elastic Material)

  • 이호;이상엽
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.103-113
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    • 2002
  • This thesis investigates vibration response characteristics of building frames in which dampers are installed. The frames belong to passively vibration-controlled. Structures which utilizes energy dissipation of mechanical dampers provided in the structure. In this thesis, a turbulent flow damper sealed by visco-elastic material was dealt with as the device of passive vibration control. To investigate the resisting force characteristics of the damper, harmonic vibratration tests were carried out. Based on the test results, a theoretical model of the damper resistance was presented and a method of identifying the model parameters was proposed. Shaking table tests of the frame with and without the dampers were carried out and the effectiveness of the damper was examined. The response of the frame with the dampers was reduced to 1/2 or 1/3 of the cases without the damper.

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