• Wind and Structures
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• 제22권4호
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• pp.455-476
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• 2016

In both structural and environmental wind engineering, the vertical variation of wind direction is important as it impacts both the torsional response of the high-rise building and the pedestrian level wind environment. In order to systematically investigate the vertical variation of wind directions (i.e., the so-called 'twist effect') induced by hills with idealized geometries, a series of wind-tunnel tests was conducted. The length-to-width aspect ratios of the hill models were 1/3, 1/2, 1, 2 and 3, and the measurements of both wind speeds and directions were taken on a three-dimensional grid system. From the wind-tunnel tests, it has been found that the direction changes and most prominent at the half height of the hill. On the other hand, the characteristic length of the direction change, has been found to increase when moving from the windward zone into the wake. Based on the wind-tunnel measurements, a descriptive model is proposed to calculate both the horizontal and vertical variations of wind directions. Preliminarily validated against the wind-tunnel measurements, the proposed model has been found to be acceptable to describe the direction changes induced by an idealized hill with an aspect ratio close to 1. For the hills with aspect ratios less than 1, while the description of the vertical variation is still valid, the horizontal description proposed by the model has been found unfit.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.35-44
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• 2008

최근 새로운 지진하중 저항시스템으로 셀프센터링(SCED) 가새 시스템이 개발되었다. 진보된 가새 시스템인 비좌굴 가새(BRB) 시스템과는 달리 큰 지진이 발생한 후 구조물의 잔류 변형을 줄이거나 없앨 수 있는 셀프센터링 능력은 SCED 가새 시스템의 장점이다. 본 논문에서는 SCED 가새와 BRB 가새 시스템의 거동에 비틀림의 영향을 조사하기 위하여 세 가지 다른 편심을 가진 3차원 구조물의 응답을 비선형 동적해석을 수행하여 비교하였다. 해석결과에 따르면 층간변위의 높이방향의 변화는 비정형성에 관계없이 SCED 가새골조의 응답이 BRB 가새골조보다 일정하였으며, 잔류 층간변위와 잔류 회전 응답은 비정형성이 증가함에 따라 감소하였다. 중층 구조물에서 SCED 가새골조의 변형집중계수(DCF)는 BRB 가새골조보다 작은 것으로 나타났다. 이것은 SCED 가새골조가 건물 높이에 따라 보다 일정하게 변형함을 의미한다. DCF의 크기에 대한 비틀림 비정형의 효과는 작았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권6호
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• pp.81-91
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• 2003

최근 우리나라의 대도시에서는 주거와 상업기능을 동시에 갖는 복합용도의 건축물이 많이 건설되고 있는데, 이러한 건물은 대부분 하부골조에서 연층, 약층 또는 비틀림 비정형을 띠게 된다. 본 논문의 목적은 이러한 건물의 지진응답을 실험을 통해 관찰하는 것으로서 1:12 축소모델의 진동대 실험을 통해 다음과 같은 결론에 이르렀다. 1) 구조물의 불확실성으로 인한 우발비틀림을 예측하는 것은 정적해석에 의한 방법보다 동적해석에 의한 방법이 더 타당하였다. 2) 횡운동과 비틀림운동이 연관되어 있을 때, 전도모멘트는 지진방향 뿐만 아니라 지진방향에 수직인 방향으로도 상당부분 작용하였으며, 일반적인 해석프로그램에서 수행하는 모드해석법으로는 이와 같은 거동을 예측하기에 부적절하였다. 3) 모드형상과 BST 다이아그램을 통해 대상구조물과 같은 건물의 주요 진동모드와 파괴양상을 쉽게 예측할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.240-248
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• 2013

자동차 수동변속기 내 래틀과 같은 회전체 진동은 엔진 연소폭발 주기와 연동하여 발생한다. 이러한 충격형 진동 특성은 선형 시간 불변 분석법을 적용하여 살펴볼 수 있다. 기어의 동적 특성을 이해하기 위해, 특정 형태의 앞 바퀴 굴림 방식 수동 변속기에 대한 연구를 수행하였다. 첫째, 동특성 고유값과 주파수 응답함수를 기반으로 자유도를 줄이는 방법을 제시하였는데, 이는 행렬의 크기를 줄이는 효과적인 역할을 한다. 둘째, 단일 질량 플라이휠과 이중 질량 플라이휠의 동적 특성을 비교하였다. 모빌리티 분석을 기반으로 한 이중 질량 플라이휠의 효과를 검토하였는데, 이로부터 진동에 의해 가진되는 충격을 회피하기 위한 기본 개념을 이해 할 수 있다. 마지막으로, 두 단계 클러치 댐퍼로부터 유효 강성 값을 도출하여 선형 불변형 시스템 모델을 연구하였다. 두 단계의 서로 다른 클러치 강성조합을 이용하여 클러치 댐퍼의 동적특성에 대한 관계를 예측할 수 있다.

• Computers and Concrete
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• 제20권5호
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• pp.545-553
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• 2017

A pounding tuned mass damper (PTMD) can be considered as a passive device, which combines the merits of a traditional tuned mass damper (TMD) and a collision damper. A recent analytical study by the authors demonstrated that the PTMD base on the energy dissipation during impact is able to achieve better control effectiveness over the traditional TMD. In this paper, a PTMD prototype is manufactured and applied for seismic response reduction to examine its efficacy. A series of shaking table tests is conducted in a three-story building frame model under single-dimensional and two-dimensional broadband earthquake excitations with different excitation intensities. The ability of the PTMD to reduce the structural responses is experimentally investigated. The results show that the traditional TMD is sensitive to input excitations, while the PTMD mostly has improved control performance over the TMD to remarkably reduce both the peak and root-mean-square (RMS) structural responses under single-dimensional earthquake excitation. Unlike the TMD, the PTMD is found to have the merit of maintaining a stable performance when subjected to different earthquake loadings. In addition, it is also indicated that the performance of the PTMD can be enhanced by adjusting the initial gap value, and the control effectiveness improves with the increasing excitation intensity. Under two-dimensional earthquake inputs, the PTMD controls remain outperform the TMD controls; however, the oscillation of the added mass is observed during the test, which may induce torsional vibration modes of the structure, and hence, result in poor control performance especially after a strong earthquake period.

• Wind and Structures
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• 제30권2호
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• pp.181-198
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• 2020

In the traditional buffeting response analysis method, the spanwise incomplete correlation of buffeting forces is always assumed to be same as that of the incident wind turbulence and the action of the signature turbulence is ignored. In this paper, three typical bridge decks usually adopted in the real bridge engineering, a single flat box deck, a central slotted box deck and a two-separated paralleled box deck, were employed as the investigated objects. The wind induced pressure on these bridge decks were measured via a series of wind tunnel pressure tests of the sectional models. The influences of the wind speed in the tests, the angle of attack, the turbulence intensity and the characteristic distance were taken into account and discussed. The spanwise root coherence of buffeting forces was also compared with that of the incidence turbulence. The signature turbulence effect on the spanwise root coherence function was decomposed and explained by a new empirical method with a double-variable model. Finally, the formula of a sum of rational fractions that accounted for the signature turbulence effect was proposed in order to fit the results of the spanwise root coherence function. The results show that, the spanwise root coherence of the drag force agrees with that of incidence turbulence in some range of the reduced frequency but disagree in the mostly reduced frequency. The spanwise root coherence of the lift force and the torsional moment is much larger than that of the incidence turbulence. The influences of the wind speed and the angle of attack are slight, and they can be ignored in the wind tunnel test. The spanwise coherence function often involves several narrow peaks due to the signature turbulence effect in the high reduced frequency zone. The spanwise coherence function is related to the spanwise separation distance and the spanwise integral length scales, and the signature turbulence effect is related to the deck-width-related reduced frequency.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권7호
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• pp.29-36
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• 2004

본 연구에서는 전진비행시 무힌지 로터 블레이드의 허브하중에 대한 복합재료 연성의 영향을 고찰하였다. 무힌지 복합재료 로터 블레이드를 단일 상자형 보로 모델링 하였으며, 전단 변형 및 비틀림 워핑과 같은 비고전적 효과를 고려하였다. 운동방정식은 해밀턴의 원리를 이용하여 구성하였으며, 로터 블레이드의 공간 및 시간차원에서의 유한요소법을 적용하여 완전평형해석을 수행하였다. 블레이드에 작용하는 공기력은 2 차원 준정상 공기력 이론을 바탕으로 하여 역류 및 압축성 효과를 고려하였다. MSC/NASTRAN을 이용하여 피치 -플랩 및 피치-래그와 같은 탄성 연성의 크기를 구하고, 고전적인 기하학적 연계와 비교하였다. 탄생 연성은 $N_b/rev$ 허브하중의 특성에 적지 않은 영향을 미침을 확인하였다 블레이드 복합재료의 적층각을 적절히 변화시킬 경우 약 10-40%의 허브하중을 감소시킬 수 있음을 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.183-191
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• 2003

본 연구는 예압 가새로써 내진 보강된 RC 골조의 보강 효과를 3차원적으로 조사함이 그 목적이다. 이를 위해, 먼저 4층 규모의 RC 골조에 극한 하중을 가한 후 예압 가새를 이용하여 보강하되 보강 위치에 따라 3경우로 나누어 해석을 수행해보았다. 해석 방법으로써, 본 연구자가 앞서 행한 연구 결과에 의해 정적 붕괴 해석법이 비선형 동적 시간 이력 해석법의 대안책으로 훌륭히 쓰일 수 있음을 밝힌바 있기 때문에 정적 붕괴 해석만 적용하여 보강 전의 해석 및 보강 후의 영향에 대해서 평가하였다. 그 결과, 외주부에 설치한 가새가 커다란 비틀림 저항을 발휘했으며 예압 가새로 인해 골조에 균등한 강성 변화가 유도되어 급격한 파괴가 발생하지 않는 효과를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.5-15
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• 2009

낙동강 델타지역 퇴적토의 동적변형특성에 관한 데이터베이스 구축의 일환으로서 낙동강 모래의 변형특성을 조사하였다. 시험시료는 낙동강 중류와 하구언 인근에서 채취하였으며, 시편은 건조낙사법에 의하여 성형하였다. 성형된 시험시편으로 공진주/비듦전단시험을 수행하였고, 시험시 다양한 영향요소(구속압, 상대밀도, 변형률크기, 반복하중횟수)를 조사하였다. 시험결과는 Ramberg-Osgood 모델과 Modified Hyperbolic 모델을 적용하여 정규화전단계수 감소곡선과 감쇠비곡선으로 나타내었으며, 기존문헌에서 제시하는 곡선들과 비교한 결과 약간의 차이를 보였으나, 전반적으로 유사한 경향을 보여주었다. 본 RC/TS 실험으로부터의 결과는 향후 낙동델타지역의 사질토지반의 동적응답 거동을 분석할 때 매우 중요한 자료로 쓰일 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권2호
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• pp.207-233
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• 2023

Steel-concrete composite box girder bridges are widely used in the construction of highway and railway bridges both domestically and abroad due to their advantages of being light weight and having a large spanning ability and very large torsional rigidity. Composite box girder bridges exhibit the effects of shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip under various loads during operation. As one of the most commonly used calculation tools in bridge engineering analysis, one-dimensional models offer the advantages of high calculation efficiency and strong stability. Currently, research on the one-dimensional model of composite beams mainly focuses on simulating interface longitudinal slip and the shear lag effect. There are relatively few studies on the one-dimensional model which can consider the effects of restrained torsion, distortion and interface transverse slip. Additionally, there are few studies on vehicle-bridge integrated systems where a one-dimensional model is used as a tool that only considers the calculations of natural frequency, mode and moving load conditions to study the dynamic response of composite beams. Some scholars have established a dynamic analysis model of a coupled composite beam bridge-train system, but where the composite beam is only simulated using a Euler beam or Timoshenko beam. As a result, it is impossible to comprehensively consider multiple complex force effects, such as shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip of composite beams. In this paper, a 27 DOF vehicle rigid body model is used to simulate train operation. A two-node 26 DOF finite beam element with composed box beams considering the effects of shear lag, restrained torsion, distortion and interface bidirectional slip is proposed. The dynamic analysis model of the coupled composite box girder bridge-train system is constructed based on the wheel-rail contact relationship of vertical close-fitting and lateral linear creeping slip. Furthermore, the accuracy of the dynamic analysis model is verified via the measured dynamic response data of a practical composite box girder bridge. Finally, the dynamic analysis model is applied in order to study the influence of various mechanical effects on the dynamic performance of the vehicle-bridge system.