• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권6호
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• pp.747-762
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• 2019

Based on the ball-screw mechanism, a tuned viscous mass damper (TVMD) has been proposed, which has functions of amplifying physical mass of the system and frequency tuning. Considering the sensitivity of a single TVMD's effectiveness to frequency mistuning like that of the conventional tuned mass damper (TMD) and according to the concept of the conventional multiple tuned mass damper (MTMD), in the present paper, multiple tuned mass viscous dampers (MTVMD) consisting of many tuned mass dampers (TVMD) with a uniform distribution of natural frequencies are considered for attenuating undesirable vibration of a structure. The MTVMD is manufactured by keeping the stiffness and damping constant and varying the mass associated with the lead of the ball-screw type inerter element in the damper. The structure is represented by its mode-generalized system in a specific vibration mode controlled using the mode reduced-order method. Modal properties and fundamental characteristics of the MTVMD-structure system are investigated analytically with the parameters, i.e., the frequency band, the average damping ratio, the tuning frequency ratio, the total number of TVMD and the total mass ratio. It is found that there exists an optimum set of the parameters that makes the frequency response curve of the structure flattened with smaller amplitudes in a wider input frequency range. The effectiveness and robustness of the MTVMD are also discussed in comparison with those of the usual single TVMD (STVMD) and the results shows that the MTVMD is more effective and robust with the same level of total mass.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권5호
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• pp.611-631
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• 2012

The passive energy dissipation technology has been proven to be reliable and robust for recent practical applications. Various dampers or energy dissipation devices have been widely used in building structures for enhancing their performances during earthquakes, windstorm and other severe loading scenarios. This paper presents a simplified seismic design procedure for retrofitting earthquake-damaged frames with viscous dampers. With the scheme of designing the main frame and the supplemental viscous dampers respectively, the seismic analysis model of damped structure with viscous dampers and braces was studied. The specific analysis process was described and approach to parameter design of energy dissipation components was also proposed. The expected damping forces for damped frame were first obtained based on storey shear forces; and then they were optimized to meet different storey drift requirements. A retrofit project of a RC frame school building damaged in the 2008 Wenchuan earthquake was introduced as a case study. This building was retrofitted by using viscous dampers designed through the simplified design procedure proposed in this paper. Based on the case study, it is concluded that this simplified design procedure can be effectively used to make seismic retrofit design of earthquake-damaged RC frames with viscous dampers, so as to achieve structural performance objectives under different earthquake risk levels.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권9호
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• pp.817-824
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• 2012

정밀 시스템에 전달되는 진동은 시스템의 성능 저하 및 오작동을 초래할 수 있기 때문에 저감되어야 한다. 진동을 저감시키는 가장 일반적인 방법은 진동이 전달되는 경로에 수동 진동 절연 장치를 도입함으로 전달되는 진동을 절연시키는 방법이다. 탄성소자와 점성 감쇠기로 구성된 일반적인 수동 진동 절연 장치는 공진에서의 전달률을 낮추기 위해서 고주파수 대역에서 진동 절연 성능을 희생해야 하는 단점을 지니고 있다. 이 논문에서는 공진에서 낮은 전달률과 고주파수 대역에서 높은 진동 절연 성능을 동시에 가진 수동 진동 절연 장치들의 특성을 비교 분석하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.232-237
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• 2012

정밀 시스템에 전달되는 진동은 시스템의 성능 저하 및 오작동을 초래할 수 있기 때문에 저감되어야 한다. 진동을 저감시키는 가장 일반적인 방법은 진동이 전달되는 경로에 수동 진동절연 장치를 도입함으로 전달되는 진동을 절연시키는 방법이다. 탄성소자와 점성 감쇠기로 구성된 일반적인 수동 진동 절연 장치는 공진에서의 전달율을 낮추기 위해서 고주파수 대역에서 진동 절연 성능을 희생해야 하는 단점을 지니고 있다. 본 논문에서는 공진에서 낮은 전달율과 고주파수 대역에서 높은 진동 절연 성능을 동시에 가진 수동 진동 절연 장치들의 특성을 비교 분석하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.959-967
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• 1988

본 연구에서는 반능동형 감쇠기의 작동기준을 설정하고 그것의 타당성을 조사 하는 것이 주목적이어서 속도에 대한 고려는 제외하였다.이때 반능동형 감쇠계가 고정된 감쇠계수를 갖는 감쇠기로 구성된 계보다 얼마만큼 성능이 향상되며 능동형 감 쇠기(감쇠계수를 제한된 영역내에서 순간순간 조절하여 변화시킬 수 있는 감쇠기)를 갖는 계에 얼마만큼 접근하는가가 비교되어진다.

• 한국안전학회지
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• 제35권1호
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• pp.53-61
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• 2020

This study proposes a new damper configuration for seismic performance improvement of heavy sliding facilities inside a building. For this purpose, we deal with two connection types of control system, and the parametric study has been performed to investigate their comparative seismic performances according to the variations of the control capacity. In order to simulate the seismic responses of the proposed system, we employed a recently-developed seismic response analysis method that can deal with the two-mass system with nonlinear frictional sliding behavior. The numerical results demonstrate that the typical method of diagonal bracing damper connection can exhibit effective control performance both on structure and the heavy sliding facilities, whereas the structure-facilities connection method does not show any control effect on both responses. On the other hand, the typical method has some limitations that it can adversely cause excessive sliding of the facilities, depending upon the frequency characteristics of structure and earthquake. On the contrary, the structure-facilities connection method is very effective in reducing the sliding displacement of the heavy facilities, even with small amount of control capacity. Thus, the following potential expectations can be inferred from these results: The typical diagonal bracing damper connection method will have some promising benefits in controlling the sliding facilities inside the building as well as the building itself, and the structure-facilities connection method can be a cost-effective way of protecting the internal heavy important facilities inside the structure already designed with sufficient seismic performance.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제26권4호
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• pp.459-477
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• 2007

A bi-directional tuned mass damper (BTMD) in which a mass connected by two translational springs and two viscous dampers in two orthogonal directions has been introduced to control coupled lateral and torsional vibrations of asymmetric building. An efficient control strategy has been presented in this context to control displacements as well as acceleration responses of asymmetric buildings having asymmetry in both plan and elevation. The building is idealized as a simplified 3D model with two translational and a rotational degrees of freedom for each floor. The principles of rigid body transformation have been incorporated to account for eccentricity between center of mass and center of rigidity. The effective and robust design of BTMD for controlling the vibrations in structures has been presented. The redundancy of optimum design has been checked. Non dominated sorting genetic algorithm (NSGA) has been used for tuning optimum stages and locations of BTMDs and its parameters for control of vibration of seismically excited buildings. The optimal locations have been observed to be reasonably compact and practically implementable.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.657-664
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• 2008

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 사장교의 장대화로 인해 구조적으로나 미적으로 충분한 감쇠력을 제공할 수 있는 위치에 부가댐퍼를 장착하기 어렵게 되었다. 최근 본 저자는 사장교의 미관을 해치지 않으면서 기존의 제어시스템보다 효과적으로 케이블의 진동을 저감시킬 수 있는 새로운 개념의 사장교 케이블 진동 제어시스템을 제안하였다. 본 논문에서는 기존의 연구를 확장하여 새그(Sag)를 고려한 Movable anchorage 시스템을 제안하였으며, 수치해석을 통한 제어성능을 평가하였다. 수치해석의 결과 제안된 시스템은 새그를 고려하였을 때에도 고려하지 않은 경우와 마찬가지로 베어링장치의 강성이 작을수록 기존의 비감쇠 시스템이나 일반적인 수동제어시스템보다 훨씬 좋은 성능을 나타내었다. 제안된 시스템에 있어서 최적의 제어성능을 제공하기 위해서는 새그의 크기를 고려해서 최적의 감쇠계수를 결정해야 할 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.301-308
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• 2018

이 논문에서는 다중 재난을 고려한 복합 구조제어 시스템의 최적 설계방법을 제시한다. 한 가지 유형의 위험에 대해 하나의 시스템이 설계되는 전형적인 구조제어 시스템과는 달리, 구조물의 지진 및 바람에 의한 진동응답을 저감하기 위해 능동 및 수동제어 시스템에 대한 동시 최적 설계방법을 제안하였다. 수치 예로서, 30층 빌딩 구조물에 설치된 30개의 점성 댐퍼와 복합형 질량 감쇠기에 대한 최적 설계문제를 보였다. 최적화 문제를 풀기 위해 자체적응 화음탐색(harmony search, HS)알고리즘을 채택하였다. 화음탐색 알고리즘은 사람이 연주하는 악기의 튜닝 과정을 모방한 전역 최적화를 위한 메타 휴리스틱 진화 연산방법의 하나이다. 또한 전역 탐색 및 빠른 수렴을 위해 자가적응적이고 동적인 매개변수 조정 알고리즘을 도입하였다. 최적화 설계 결과, 능동 및 수동 시스템이 독립적으로 최적화된 표준적인 복합제어 시스템에 비해 제안한 동시 최적제어 시스템의 성능과 효율성이 우수함을 보였다.