A methodology, based on fragility functions, is proposed to evaluate the seismic performance of seismic isolated $45^{\circ}$ skewed concrete bridge: 1) twelve types of seismic isolation devices are considered based on two different design parameters 2) fragility functions of a three-span bridge with and without seismic isolation devices are analytically evaluated based on 3D nonlinear incremental dynamic analyses which seismic input consists of 20 selected ground motions. The optimum combinations of isolation device design parameters are identified comparing, for different limit states, the performance of 1) the Seismic Isolated Bridges (SIB) and 2) Not Seismic Isolated Bridge (NSIB) designed according to the AASHTO standards.
Direct Integration method(D.I) and Mode Superposition method(M.S) are used widely in dynamic analysis method for structure with isolation devices. D.I is used firstly because it is consider to nonlinearity of isolation device. M.S is applied in elastic region, but it is difficult to apply M.S because coincidence with othogonality condition in the case of adding the damping of isolation device. In this study, the method for calculation of damping ratio of isolated structure is proposed, and proposed method is verified with analysis for example structure.
Benshuai Liang;Guangtai Zhang;Mingyang Wang;Jinpeng Zhang;Jianhu Wang
Earthquakes and Structures
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제24권6호
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pp.415-428
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2023
Low-cost techniques with seismic isolation performance and excellent resilience need to be explored in the case of rural low-rise buildings because of the limited buying power of rural residents. As an inexpensive and eco-friendly isolation bearing, scrap tire pads (STPs) have the issue of poor resilience. Thus, a seismic isolation system under a column (SISC) integrated with STP needs to be designed for the seismic protection of low-rise rural buildings. The SISC, which is based on a simple exterior design, maintains excellent seismic performance, while the mechanical behavior of the internal STP provides elastic resilience. The horizontal behaviors of the SISC are studied through load tests, and its mechanical properties and the intrinsic mechanism of the reset ability are discussed. Results indicate that the average residual displacement ratio was 24.59%, and the reset capability was enhanced. Comparative experimental and finite element analysis results also show that the load-displacement relationship of the SISC was essentially consistent. The dynamic characteristics of isolated and fixed-base buildings were compared by numerical assessment of the response control effects, and the SISC was found to have great seismic isolation performance. SISC can be used as a low-cost base isolation device for rural buildings in developing countries.
The base-collector capacitance of an npn bipolar transistor in bipolar or BiCMOS technology has significant influence on the switching performances, and comprises pnjunction component and MOS component. Both components have complicated dependences on the isolation oxide structure, epitaxial doping density, and bias voltage. Analytical/empirical formulas for both components are derived in this paper for a generic isolation structure as a function of epitaxial doping density and bias voltage based on some theoretical understanding and two-dimensional device simulations. These formulas are useful in estimating the effect of device isoation schemes on the switching speed of bipolar transistors.
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.
This paper presents a new method for roller design of IRB(isolation roller bearing) seismic isolation device using experimental evaluation. Three layered plate is adopted for the IRB in which the upper plate is placed on x direction and the lower plate is placed on y direction. The rollers placed in each plate make a plate movement. The roller is then optimally designed using variable geometric conditions. Stress distribution depends on the diameter and length of the roller and hence this is used for the determination of optimal geometry of the roller. In the experimental evaluation, it is observed that stress concentration at the end sides of roller is decreased and geometric coefficients depend on crowning dimension. In addition, in order to determine optimal design parameters of the roller the plastic deformation and friction are experimentally identified.
This paper presents a subsequent research work on the roller design of IRB(isolation roller bearing) seismic isolation device presented in Part 1 by focusing on heat treatment. The hardness and friction factor are very important factors of material and after-treatment process selection. Normally, roller bearing consists of roller and retainer. The roller gets high pressure constantly, while the retainer gets tensile and compressive stress. Therefore, sensitive material selection and heat treatment of each part is quite important. In this experimental evaluation, carbon steel, chrome special steel and others are employed and their characteristics after heat treatment are identified. Each material is prepared by refining high frequency heat treatment. The friction factor and static load capacity of manufactured material are experimentally identified and destructive test of material is processed. Optimal material and heat treatment conditions for IRB roller bearing are determined based on experiment results.
이 논문에서는 프로토타입(prototype) 고충격력 기구에 대한 최적의 절연시스템이 연구된다. 이 목적을 위해 첫째, 고충격력 기구의 특정한 작동조건하에서 인체의 거동과 전달력이 고안된 시험 장치를 이용한 실험을 통해 분석된다. 최적 동흡진기를 설계하기 위하여, 파라미터 최적과정이 충격량과 전달력의 실험결과를 토대로 한 단순화된 절연시스템 모델을 사용하여 이루어진다. 최종적으로, 충격완화 변위와 전달력의 구속조건을 만족시키는 파라미터 하에서, 프로토타입 고충격력 기구에 대해 최적 설계된 절연시스템의 성능이 실험에 의해 평가된다.
향후 인공위성의 정밀 자세지향 요구가 매우 높아짐에 따라 궤도상의 위성에서 발생하는 고주파 진동인 지터 (Jitter) 의 능동적인 재어가 중요한 문제로 대두되고 있다 . 지터는 탑재체의 성능을 저하시키는 주요 요인이다. 지난 10년간 수동식 및 능동식의 지터 제어 방법이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 모텔 장치에 대한 능동식의 지터 분리에 대한 기법을 소개하기로 한다. 모델 장치는 피드백 제어의 원리를 기반으로 3 자유도의 운동을 통해 능동적인 제어가 가능하게 해준다. 이를 위해 시스템의 수학적 모델링을 수행하고 확보된 모델은 기본적인 제어기 설계에 이용된다. 설계된 제어법칙은 시뮬레이션을 통해 그 성능을 검증하도록 한다.
최근 우리나라는 주거 및 주차 공간의 확보를 위해 다양한 필로티 구조물이 건설되어 왔다. 하지만 이러한 필로티 구조물은 1층에 주차 공간을 확보하기 위해 벽체가 없는 돌출된 기둥의 형태로 건설되어 왔다. 이러한 형태는 지진 발생 시 일반적인 구조물에 비해 상대적으로 기둥의 파손이 쉽게 발생하며, 이러한 파손은 구조물의 붕괴로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 MPS (Multi Performance System) 면진받침을 활용한 필로티 구조물의 안전성 확보에 대한 연구를 수행하였다. 기존에 건설되어 있는 필로티 구조물에 대해 MPS 면진받침 설치 유무에 따른 비선형 동적 해석을 수행하고 해석결과를 비교 및 분석하였다. 최종적으로 각각의 내진성능 평가를 수행하고 MPS 면진받침의 성능을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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