• Earthquakes and Structures
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• 제16권4호
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• pp.437-453
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• 2019

This study investigates a new optimal placement method for viscous dampers between structures in order to prevent pounding of adjacent structures with different dynamic characteristics under earthquake effects. A relative displacement spectrum is developed in two single degree of freedom system to reveal the critical period ratios for the most risky scenario of collision using El Centro earthquake record (NS). Three different types of viscous damper design, which are classical, stair and X-diagonal model, are considered to prevent pounding on two adjacent building models. The objective function is minimized under the upper and lower limits of the damping coefficient of the damper and a target modal damping ratio. A new algorithm including time history analyses and numerical optimization methods is proposed to find the optimal dampers placement. The proposed design method is tested on two 12-storey adjacent building models. The effects of the type of damper placement on structural models, the critical period ratios of adjacent structures, the permissible relative displacement limit, the mode behavior and the upper limit of damper are investigated in detail. The results of the analyzes show that the proposed method can be used as an effective means of finding the optimum amount and location of the dampers and eliminating the risk of pounding.

• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1297-1305
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• 2018

The corrugated steel plate shear walls have recently been proposed to address the seismic issues associated with simple steel plate shear walls; however, stiffness, strength, and ductility of the corrugated shear walls are significantly affected by varying the corrugation geometry under seismic loading. The present study investigates steel shear walls' models with corrugated or simple infill plates subjected to monotonic and cyclic loads. The performance of the corrugated steel plate is evaluated and then compared to that of the simple steel plates by evaluating the damping ratios and energy dissipation capability. The effect of corrugation profile angle, the existence of an opening, and the corrugation subpanel length are numerically investigated after validation of the finite element modeling methodology. The results demonstrate that incorporating corrugated plates would lead to better seismic damping ratios, specifically in the case of opening existence inside of the infill plate. Specifically, the corrugation angle of $30^{\circ}$ decreases the ultimate strength, while increasing the initial stiffness and ductility. In addition, the subpanel length of 100 mm is found to be able to improve the overall performance of shear wall by providing each subpanel appropriate support for the adjacent subpanel, leading to a sufficient buckling resistance performance.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.129-136
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• 2005

교량의 안전진단 과정에서 안전성 평가를 위해 전면교통통제 하에 차량재하시험이 일반적으로 실시된다. 교통통제의 단점을 개선시킨 최근에 제안된 의사정적재하시험에서는 계측된 시간이력 데이터 중 자유진동 부분을 퓨리에변환시켜 고유진동수를 구한다. 이렇게 구해진 고유진동수에는 분석기법에 따른 오차가 포함되며, 자유진동 데이터의 획득에도 다소 애로사항이 따른다. 이 연구에서는 Morlet wavelet를 모웨이블렛으로 하는 웨이블렛변환을 의사정적재하시험으로 계측한 데이터에 적용하여 구한 고유진동수와 감쇠율이 신뢰성을 가지며, 이 분석기법이 의사정적재하시험에 의한 차량재하시험의 자료 분석에 적용 가능하고 타당성이 있음을 보인다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.57-63
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• 2005

일반적인 구조물의 경우 사용하중 상태에서 지반이 경험하는 변형율 범위는 1% 미만이고 대부분의 지반이 0.01% 이하의 저변형율 거동을 나타내는 것으로 알려졌다. 본 연구는 불포화 화강풍화토의 저변형율에서의 동적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 수원지역의 시료를 사용하여 간극비 및 구속응력을 달리하고 그에 따른 포화도별로 공진주시험을 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 감쇠비의 최소값은 최대전단탄성 계수의 경우와 마찬가지로 구속압에 관계없이 간극비에 따라 대략 $17{\sim}18%$에서 발생하였으며, 이 또한 최적포화도에서 표면장력의 영향으로 감쇠비가 가장 작게 나타나는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2A호
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• pp.97-108
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• 2012

재킷식 해양구조물인 울돌목 시험조류발전소에 대하여 장기 모니터링을 통하여 구조물 동적 응답을 계측하였으며, 계측된 동적 응답 중 저주파수 거동을 정밀하게 계측할 수 있는 동적 경사 응답을 이용하여 구조물의 고유주파수 및 모드감쇠비를 추정하고, 이와 같은 동특성이 조위와 조류 유속 등 외부 환경에 의하여 어떤 영향을 받는지를 분석하였다. 제한된 수의 응답 계측 자료로부터 구조물의 고유주파수 및 모드감쇠비를 정밀하게 추정하기 위하여 개선된 실험모드해석 방법인 LS-FDD 방법을 제안하였으며, 제안된 실험모드해석 기법을 이용하여 울돌목 시험조류발전소의 동적 경사 응답을 분석하여, 주요 3차모드의 고유주파수와 모드감쇠비를 정밀하게 추정하였다. 추정된 동특성은 시간에 따라 크게 변동하며, 이러한 변동은 조석의 영향을 지배적으로 받고 있음을 시계열 분석 및 주파수 분석을 통하여 알 수 있었다. 또한 울돌목 시험조류발전소에서 관측한 일정 기간의 조위 및 조류 유속 자료를 이용하여, 구조물의 동특성과 조류 자료 사이의 상관관계를 분석하였고, 조위 및 유속 자료만으로 구조물의 동특성을 예측할 수 있는 모델식을 결정하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권6호
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• pp.1325-1348
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• 2015

Real-time hybrid testing (RTHT) involves virtual splitting of the structure into two parts: physical substructure that contains the key region of interest which is tested in a laboratory and numerical substructure that contains the remaining part of the structure in the form of a numerical model. This paper numerically assesses four step-by-step integration methods (Central difference method (CDM), Operator splitting method (OSM), Rosenbrock based method (RBM) and CR-integration method (CR)) which are widely used in RTHT. The methods have been assessed in terms of stability and accuracy for various realistic damping ratios of the physical substructure. The stability is assessed in terms of the spectral radii of the amplification matrix while the accuracy in terms of numerical damping and period distortion. In order to evaluate the performance of the methods, five carefully chosen examples have been studied - undamped SDOF, damped SDOF, instantaneous softening, instantaneous hardening and hysteretic system. The performance of the methods is measured in terms of a non-dimensional error index for displacement and velocity. Based on the error indices, it is observed that OSM and RBM are robust and performs fairly well in all the cases. CDM performed well for undamped SDOF system. CR method can be used for the system showing softening behaviour. The error indices indicate that accuracy of OSM is more than other method in case of hysteretic system. The accuracy of the results obtained through time integration methods for different damping ratios of the physical substructure is addressed in the present study. In the presence of a number of integration methods, it is preferable to have criteria for the selection of the time integration scheme. As such criteria are not available presently, this paper attempts to fill this gap by numerically assessing the four commonly used step-by-step methods.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.35-44
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• 2004

탄성응답스펙트럼을 사용하는 능력스펙트럼법은 비선형 시스템을 등가의 선형시스템으로 치환하여 주어진 지진 하중에 대한 구조물의 최대 비선형 거동을 예측한다. 본 연구의 목적은 이러한 능력스펙트럼법들의 정확성을 검증하고, 예측 특성을 비교하는 것이다. 이를 위해, ATC-40, G lkan, Kowalsky, 그리고 Iwan이 제시한 방법을 이용하여 등가주기와 등가감쇠비를 산정한 후, ATC-40에서 제시한 절차B에 따라 성능점을 산정 하였다. 전반적으로 ATC-40 방범은 구조물의 응답을 과소 평가하여 안전하지 못한 설계결과를 가져 올 수 있으며, G lkan과 Kowalsky의 방법은 과대 평가하는 경향을 가지고 있다. Iwan이 제시한 방법은 ATC-40 방법과 G lkan과 Kowalsky 방법의 중간 값을 예측함으로써, 비교적 정확한 값에 가까운 최대 변위를 산출하였다. 그리고, Kowalsky 방법은 항복 후 강성비에 따라 등가감쇠비를 음수로 산정함으로써 예측 값을 제시하지 못하는 경우가 있음을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.263-268
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• 2020

이 연구의 목적은 폐타이어 고무분말을 혼입한 폴리우레탄 복합재료와 굵은 골재를 사전채움하고 폴리우레탄을 주입한 폴리우레탄 복합재료의 감쇠성능을 평가하는 것이다. 이를 위하여 총 4 종류의 폴리우레탄 기반 복합재료를 제조하였고, 충격 가진 실험을 실시하였다. 실험을 통하여 시간 영역과 주파수 영역에서의 진동특성을 계측한 후 감쇠비를 계산하였다. 실험 결과, 고무분말을 혼입하여 폴리우레탄의 양이 각각 10.6%와 21.2% 줄어든 실험체들의 감쇠비는 순수한 폴리우레탄 실험체에 비하여 각각 8.4%와 4.6% 낮은 것으로 나타났다. 프리팩트 콘크리트 제조 방법과 유사한 방법으로 제조한 폴리우레탄 복합재료의 감쇠비는 순수 폴리우레탄에 비하여 22% 낮은 것으로 나타났지만 폴리우레탄 혼입량은 50% 감소하였으며, 강성은 25.7배 높은 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권6호
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• pp.727-741
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• 2018

To mitigate vibrations, tuned mass dampers(TMD) are widely used for long span bridges or high-rise buildings. Due to some durability concerns, such as fluid degradation, oil leakage, etc., the alternative solutions, such as the non-contacted eddy current damping (ECD), are proposed for mechanical devices in small scales. In the present study, a new eddy current damping TMD (ECD-TMD) is proposed and developed for large scale civil infrastructure applications. Starting from parametric study on finite element analysis of the ECD-TMD, the new design is enhanced via using the permanent magnets to eliminate the power need and a combination of a copper plate and a steel plate to improve the energy dissipation efficiency. Additional special design includes installation of two permanent magnets at the same side above the copper plate to easily adjust the gap as well as the damping. In a case study, the proposed ECD-TMD is demonstrated in the application of a steel arch bridge to mitigate the wind-induced vibrations of the flexible hangers. After a brief introduction of the configuration and the installation process for the damper, the mitigation effects are measured for the ambient vibration and forced vibration scenarios. The results show that the damping ratios increase to 3% for the weak axis after the installation of the ECD-TMDs and the maximum vibration amplitudes can be reduced by 60%.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.842-849
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• 2009

The objective of this study is to investigate design parameters of a tuned liquid column damper(TLCD), which is affected by various excitation amplitudes, through shaking table test. Design parameters of a TLCD are examined based on the equivalent tuned mass damper(TMD) model of a TLCD, in which the nonlinear damping of a TLCD is transposed to equivalent viscous damping. Shaking table test is carried out for a TLCD specimen subjected to harmonic waves with various amplitudes. Transfer functions are ratios of liquid displacement of TLCD and control force produced by a TLCD, respectively, with respect to the acceleration excited by a shaking table. They are derived based on the equivalent TMD model of a TLCD. Then, the variation of design parameters according to the excitation amplitude is examined by comparing analytical transfer functions with experimental ones. Finally, the dissipation energy due to the damping of a TLCD, which is experimentally observed from the shaking table test, is examined according to the excitation amplitude. Comparisons between test results and analytical transfer functions showed that natural frequencies of TLCD and the ratio of the liquid mass in a horizontal column to the total liquid mass does not depend on the excitation amplitude, while the damping ratio of a TLCD increases with larger excitation amplitudes.