• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.574-577
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• 2004

This paper presents a hybrid system combining lead rubber bearings and hydraulic actuators controlled by a $\mu-synthesis$ method for seismic response control of a cable-stayed bridge. A hybrid system could alleviate some of restrictions and limitations that exist when each system is acting alone because multiple control devices are operating. Therefore, the overall control performance of a hybrid system may be improved compared to each system, however the overall system robustness may be negatively impacted by active device in the hybrid system or active controller may cause instability due to small margins. Therefore, a $\mu-synthesis$ method that guarantees the robust performance is considered to enhance the possibility of real applications of the control system. The performances of the proposed control system are compared with those of passive, active, semiactive control systems and hybrid system controlled by a LQG algorithm. Furthermore, an extensive robust analysis with respect to stiffness and mass matrices perturbation and time delay of actuator is performed. Numerical simulation results show that the performances of the proposed control system are superior to those of passive system and slightly better than those of active and semiactive systems and two hybrid systems show similar control performances. Furthermore, the hybrid system controlled by a f-synthesis method shows the good robustness without loss of control performances. Therefore, the proposed control system could effectively be used to seismically excited cable-stayed bridge which contains many uncertainties.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권4호
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• pp.353-363
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• 2017

The present study considers a multi-span continuous bridge, isolated by lead rubber bearing (LRB). Dynamic soilstructure interaction (SSI) is modelled with the help of a simplified, sway-rocking model for different types of soil. It is well understood from the literature that SSI influences the structural responses and the isolator performance. However, the abovementioned effect of SSI also depends on the earthquake ground motion properties. It is very important to understand how the interaction between soil and structure varies with the earthquake ground motion characteristics but, as far as the knowledge of the authors go, no study has been carried out to investigate this effect. Therefore, the objectives of the present study are to investigate the influence of earthquake ground motion characteristics on: (a) the responses of a multi span bridge (isolated and non-isolated), (b) the performance of the isolator and, most importantly, (c) the soil-structure interaction. Statistical analyses are conducted by considering 14 earthquakes which are selected in such a way that they can be categorized into three frequency content groups according to their peak ground acceleration to peak ground velocity (PGA/PGV) ratio. Lumped mass model of the bridge is developed and time history analyses are carried out by solving the governing equations of motion in the state space form. The performance of the isolator is studied by comparing the responses of the bridge with those of the corresponding uncontrolled bridge (i.e., non-isolated bridge). On studying the effect of earthquake motions, it is observed that the earthquake ground motion characteristics affect the interaction between soil and structure in such a way that the responses decrease with increase in frequency content of the earthquake for all the types of soil considered. The reverse phenomenon is observed in case of the isolator performance where the control efficiencies increase with frequency content of earthquake.

• Earthquakes and Structures
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• 제13권2호
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• pp.165-176
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• 2017

Multi-Axial Testing System (MATS) is a 6-DOF loading system located at National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE) in Taiwan for advanced seismic testing of structural components or sub-assemblages. MATS was designed and constructed for a large variety of structural testing, especially for the specimens that require to be subjected to vertical and longitudinal loading simultaneously, such as reinforced concrete columns and lead rubber bearings. Functionally, MATS consists of a high strength self-reacting frame, a rigid platen, and a large number of servo-hydraulic actuators. The high strength self-reacting frame is composed of two post-tensioned A-shape reinforced concrete frames interconnected by a steel-and-concrete composite cross beam and a reinforced concrete reacting base. The specimen can be anchored between the top cross beam and the bottom rigid platen within a 5-meter high and 3.25-meter wide clear space. In addition to the longitudinal horizontal actuators that can be installed for various configurations, a total number of 13 servo-hydraulic actuators are connected to the rigid platen. Degree-of-freedom control of the rigid platen can be achieved by driving these actuators commanded by a digital controller. The specification and information of MATS in detail are described in this paper, providing the users with a technical point of view on the design, application, and limitation of MATS. Finally, future potential application employing advanced experimental technology is also presented in this paper.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.319-329
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• 2020

현재 우리나라에서 운영 중인 교량 중 30년 이상 된 교량이 전체의 약 11%를 차지할 정도로 노후교량의 수가 증가하고 있다. 따라서 교량의 노후화에 따른 영향을 고려한 내진성능 평가방법의 개발이 필요하다고 볼 수 있다. 예제 교량으로는 포트받침, 탄성고무받침과 납-고무받침을 가진 3가지의 강합성 상자형 거더교를 선정하고, opensees 프로그램을 사용하여 구조해석모델을 작성하였다. 본 연구에서는 교량의 노후도를 교각의 주철근과 띠철근의 부식에 의한 면적의 감소로 반영하였다. 교각의 노후화 정도로는 5%, 10%, 25%, 50%의 4가지 조건을 사용하였다. 입력지진으로는 근거리 지진과 원거리 지진을 각각 40개씩 사용하였으며, 노후화 정도에 따른 예제교량의 교각에 대한 최대변위와 최대 전단력 응답을 구하여 비교하였다. 노후도가 증가할수록 힘-변위 관계에서 교각의 강도 저하가 발생함을 알 수 있으며, 이로 인하여 교각의 변위응답이 증가함을 알 수 있다. 교각의 노후도에 따른 변위응답과 전단저항능력의 영향을 분석하기 위하여 변위비(D_ratio)와 전단력비(F_ratio)를 정의하여 평가하였다. 예제교량의 고유주기가 길어질수록 노후도에 따른 변위비(D_ratio)의 증가가 크게 나타남을 알 수 있으며, 전단력비(F_ratio)의 감소 경향은 작게 나타남을 알 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.119-131
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• 2024

일반적으로 속도 펄스를 가진 지반운동이 속도 펄스가 없는 지반운동에 비하여 구조물에 보다 큰 손상을 줄 수 있다고 알려져 있다. 지진가속도기록으로부터 속도 펄스의 유무의 판정과 이를 정량화하는 연구가 현재 많이 진행되어 오고 있다. 기존 지진기록들을 단층으로 떨어진 거리를 기준으로 원거리 지진과 근거리 지진으로 구분하였다. 또한, 근거리 지진은 속도 펄스의 유무를 정량화하여 펄스를 가진 지진과 펄스를 가지지 않은 지진으로 구분하였다. 최종적으로 각 지진그룹별로 40개의 원거리지진, 40개의 속도 펄스를 가진 근거리 지진과 40개의 속도 펄스를 가지지 않은 근거리 지진을 선정하였으며, 총 120개 지진가속도 기록을 지진취약도 평가를 위한 지진해석에 사용하였다. 세 그룹의 지진을 이용하여 납-고무받침과 탄성받침을 가진 두 종류의 예제교량에 대한 지진응답을 평가하여 확률론적 지진요구도 모델을 작성하였다. 확률론적 지진요구도 모델을 이용하여 지진취약도 해석을 수행하여 속도 펄스의 유무에 따른 지진취약도 영향을 분석하였다. 지진파의 속도 펄스 유무에 따른 지진취약도 곡선의 비교 결과로부터, 속도 펄스를 가진 지진의 지진취약도가 속도 펄스가 없는 지진의 지진취약도가 약 3배~5배 정도 정도 크게 나타난다. 이는 속도 펄스를 가진 지진의 경우가 그렇지 않은 지진의 경우에 비하여 교량의 손상 피해가 크다는 것을 의미한다.