• Coupled systems mechanics
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• 제6권3호
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• pp.229-249
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• 2017

A new technique to mitigate irregular buildings with soil structure interaction (SSI) effect subjected to critical seismic waves is presented. The L-shape in plan irregular building for various reasons was selected, subjected to seismic a load which is a big problem for structural design especially without separation gap. The L-shape in plan building with different dimensions was chosen to study, with different rectangularity ratios and various soil kinds, to show the effect of the irregular building on the seismic response. A 3D building subjected to critical earthquake was analyzed by structural analysis program (SAP2000) fixed and with SSI (three types of soils were analyzed, soft, medium and hard soils) to find their effect on top displacement, base shear, and base torsion. The straining actions were appointed and the treatment of the effect of irregular shape under critical earthquake was made by using tuned mass damper (TMD) with different configurations with SSI and without. The study improve the success of using TMDs to mitigate the effect of critical earthquake on irregular building for both cases of study as fixed base and raft foundation (SSI) with different TMDs parameters and configurations. Torsion occurs when the L-shape in plan building subjected to earthquake which may be caused harmful damage. TMDs parameters which give the most effective efficiency in the earthquake duration must be defined, that will mitigate these effects. The parameters of TMDs were studied with structure for different rectangularity ratios and soil types, with different TMD configurations. Nonlinear time history analysis is carried out by SAP2000 with El Centro earthquake wave. The numerical results of the parametric study help in understanding the seismic behavior of L-shape in plan building with TMDs mitigation system.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.58-65
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• 2016

이 논문은 지진응답을 감소시키기 위해 외부설치형 카고메 감쇠시스템의 유효성을 비선형 동적 해석 결과를 통해 나타내었다. 이전의 연구에 의해 제안된 카고메 감쇠시스템을 활용하여 본 연구에서는 등방성, 이선형 이력특성 및 설치구성이 새롭게 제안하였다. 또한, 외부접합형 카고메 감쇠시스템의 여러 가지 효과를 15층 및 20층 철근콘크리트 라멘조 아파트를 대상으로 검증하였다. 원구조물에 대한 감쇠장치 지지구조물의 강성비, 감쇠장치의 수량 및 설치 층수는 설계변수로 고려하였다. 수치해석결과, EKDS는 기존의 한 방향 층간에 설치되는 감쇠시스템과 비교할 때 더 작은 수를 적용하여도 두 방향의 지진하중을 감소시키는데 매우 효과적임을 입증되었다.

• 한국농공학회지
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• 제43권5호
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• pp.116-123
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• 2001

This paper represents results of an effort to seismically rehabilitate a 12-story nonductile reinforced concrete frame building. The frame located in the most severe seismic area, zone 4, is assumed to be designed and detailed for gravity load requirements only. Both pushover and nonlinear time-history analyses are carried out to determine strength, deformation capacity and the vulnerability of the building. The analysis indicates a drift concentration at the $1^{st}$ floor level due to inadequate strength and ductility capacity of the ground floor columns. The capacity curve of the structure, when superimposed on the average demand response spectrum for the ensemble of scaled earthquakes indicates that the structure is extremely weak and requires a major retrofit. The retrofit of the building is attempted using viscoelastic (VE) dampers. The dampers at each floor level are sized in order to reduce the elastic story drift ratios to within 1%. It is found that this requires substantially large dampers that are not practically feasible. With practical size dampers, the analyses of the viscoelastically damped building indicates that the damper sizes provided are not sufficient enough to remove the biased response and drift concentration of the building. The results indicate that VE-dampers alone are not sufficient to rehabilitate such a concrete frame. Concrete buildings, in general, being stiffer require larger dampers. The second rehabilitation strategy uses concrete shearwalls. Shearwalls increased stiffness and strength of the building, which resulted in reducing the drift significantly. The effectiveness of VE-dampers in conjunction with stiff shearwalls was also studied. Considering the economy and effectiveness, it is concluded that shearwalls were the most feasible solution for seismic rehabilitation of such buildings.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.23-30
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• 2018

최근 들어 건물의 내진 및 내풍 성능을 향상시키기 위하여 감쇠구조에 대한 관심이 높아지고 있다. 감쇠장치 중 저렴한 비용과 높은 에너지소산능력을 발휘하며, 설치와 유지관리가 용이하다는 장점이 있어 강재이력형 감쇠장치를 이용한 수동형 감쇠구조시스템이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 라멘구조 또는 무량판 구조에 적합한 계단 설치형 카고메 감쇠시스템(SKDS)을 제안하고자 하며, 제안된 감쇠시스템의 지진응답 개선효과에 대하여 해석적으로 검토하고자 한다. 비선형 동적해석결과 최대응답변위, 최대응답가속도 및 밑면전단력 감소로 살펴볼 때 내진구조와 비교하여 더 향상된 거동이 기대된다는 점에서 SKDS의 효과를 확인할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.63-71
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• 2002

본 논문에서는 미국토목학회(ASCE)의 사장교에 대한 첫번째 벤치마크 문제를 이용하여 제어-구조물 상호작용을 고려한 새로운 반능동제어 기법을 제안하였다. 이 벤치마크 문제에서는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri주에 건설 중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고, Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 본 연구에서는 MR 유체 감쇠기를 제어 장치로 제안하였고, clipped-optimal 알고리듬을 제어 알고리듬으로 사용하였다. 또한, 대용량 MR 유체 감쇠기 실험 결과를 이용하여, Bingham 모델, Bouc-Wen 모델, 수정된 Bouc-HWen 모델과 같이 수치해석에 이용할 수 있는 다양한 동적 모델을 개발하였다. MR 유체 감쇠기는 제어가능한 에너지 소산장치이며 구조물에 에너지를 가하지 않기 때문에 제안된 제어기법은 한정입출력 안정성이 보장된다. 수치해석을 통해, MR 유체 감쇠기를 이용한 반능동제어 기법이 사장교의 응답 감소에 효과적인 방법임을 증명하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.103-114
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• 2006

강제 진동 실험은 구조물의 수학적 모델과 실제 모델의 상관관계를 입증하여 구조물의 성능을 정확히 평가하기 위해 중요하기 때문에, 동적 및 정적 가진 실험을 통해 구조물의 내진성능을 평가하는 다양한 기법이 사용되고 있다. 본 논문에서는 복합 질량형 감쇠기(Hybrid Mass Damper, HMD)를 이용하여 지진하중을 모사하는 실물크기 철골조 구조물의 강제진동실험이 수행되었다. ANSYS를 사용하여 구조물의 유한요소 해석모델을 구축하였고, 강제진동 실험을 통해 얻은 계측데이터를 사용하여 이 해석모델을 갱신하였다. 의사 지진 가진 실험은 HMD에 의해 유도된 층응답이 실험을 통해 갱신된 유한요소모델을 사용한 수치해석 응답과 일치함을 보여준다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.215-222
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• 2020

In this paper, slit steel rubber bearing is presented as an innovative seismic isolator device. In this type of isolator, slit steel damper is an energy dissipation device. Its advantages in comparison with that of the lead rubber bearing are its simplicity in manufacturing process and replacement of its yielding parts. Also, slit steel rubber bearing has the same ability to dissipate energy with smaller value of displacement. Using finite element method in ABAQUS software, a parametric study is done on the performance of this bearing. Three different kinds of isolator with three different values of strut width, 9, 12 and 15 mm, three values of thickness, 4, 6 and 8 mm and two steel types with different yield stress are assessed. Effects of these parameters on the performance characteristics of slit steel rubber bearing are studied. It is shown that by decreasing the thickness and strut width and by selecting the material with lower yield stress, values of effective stiffness, energy dissipation capacity and lateral force in the isolator reduce but equivalent viscous damping is not affected significantly. Thus, by choosing appropriate values for thickness, strut width and slit steel damper yield stress, an isolator with the desired behavior can be achieved. Finally, the performance of an 8-storey frame with the proposed isolator is compared with the same frame equipped with LRB. Results show that SSRB is successful in base shear reduction of structure in a different way from LRB.

• 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.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.63-72
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• 2007

비상디젤발전기는 원전의 안전성에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 기기이다. 본 연구에서는 세 종류의 비상디젤발전기를 대상으로 가동중 진동을 계측하여 기초시스템에 따른 가동중 진동의 저감효과를 비교하였다. 대상 원전은 영광 5호기, 울진 2호기 및 울진 3호기 원전의 비상디젤발전기로 하였다. 영광 5호기와 울진 3호기의 비상디젤발전기는 동일한 종류의 비상디젤발전기로서 기초형식만 앵커볼트 고정과 스프링-댐퍼시스템을 이용한 면진으로 구분된다. 울진 2호기 비상디젤발전기는 기초부분에 seismic block을 설치하고 코일스프링을 이용하여 진동저감효과를 고려하였으므로 좋은 비교가 될 것이다. 이러한 진동계측의 목적은 기초형태에 따른 진동저감 효과를 비교해 보기 위함이다. 결과적으로 스프링-댐퍼 시스템이 진동저감과 시스템의 안정적 거동측면에서 좋은 효과를 보이고 있음을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제32권1호
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• pp.79-90
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• 2019

This study introduces new connections that connect the beam to the column with slit dampers. Plastic deformations and damages concentrate on slit dampers. The slit dampers prevent plastic damages of column, beam, welds and panel zone and act as fuses. The slit dampers were prepared with IPE profiles that had some holes in the webs. In this paper, two experimental specimens were made. In first specimen (SDC1), just one slit damper connected the beam to the column and one IPE profile with no holes connected the bottom flange of the beam to the column. The second specimen (SDC2) had two similar dampers which connected the top and bottom flange of the beam to the column. Cyclic loading was applied on Specimens. The cyclic displacements conditions continued until 0.06 radian rotation of connection. The experimental observations showed that the bending moment of specimen SDC2 increased until 0.04 story drift. In specimen SDC1, the bending moment decreases after 0.03 story drift. Test results indicate the high performance of the proposed connection. Based on the results, the specimen with two slit damper (SDC2) has higher seismic performance and dissipates more energy in loading process than specimen SDC1. Theoretical formulas were extended for the proposed connections. Numerical studies have been done by ABAQUS software. The theoretical and numerical results had good agreements with the experimental data. Based on the experimental and numerical investigations, the high ductility of connection is obtained from plastic damages of slit dampers. The most flexural moment of specimen SDC1 occurred at 3% story drift and this value was 1.4 times the plastic moment of the beam section. This parameter for SDC2 was 1.73 times the plastic moment of the beam section and occurred at 4% story drift. The dissipated energy ratio of SDC2 to SDC1 is equal to 1.51.