Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회논문집)

Computational Structural Engineering Institute of Korea (한국전산구조공학회)
권호 표지

Nonlinear Characteristics Evaluation of Tuned Liquid Damper with White Noise Amplitude

백색잡음 하중 크기에 따른 TLD의 비선형 특성 평가

  • 우성식 (단국대학교 대학원 건축공학과) ;
  • 이상현 (단국대학교 건축공학과) ;
  • 최기영 (CS구조엔지니어링) ;
  • 정란 (단국대학교 건축공학과) ;
  • 박태원 (단국대학교 부설 리모델링연구소)
  • Published : 2008.04.28
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Abstract

In this study, it was investigated for dynamic nonlinear characteristics using dynamic data obtained by shaking table test. The design of Tuned Liquid Damper(TLD) has limitation to plan based on Tuned Mass Damper(TMD) analogy and linear wave theory. Also, while there are many studies regarding properties of TLD under harmonic load, there are not estimated for dynamic non-linear characteristics of TLD under the load that is not governed by particular frequency like a white noise. This paper investigated dynamic non-linear characteristics of TLD varied with load amplitude using a white noise and suggested equations that can estimate damping ratio, natural frequency ratio and effective mass ratio of TLD.

본 연구에서는 진동대 실험을 통해 얻은 동적 데이터를 이용하여 TDL의 동적 비선형 특성에 대한 연구를 수행하였다. 현재까지 TDL의 설계는 액체의 비선형 거동이 나타남에도 불구하고 TMD 근사이론이나 선형파동이론과 같은 선형 거동을 가정으로 설계되어 지는 한계를 가지고 있다. 또한 조화하중과 같은 특정진동수에 지배되는 하중형태에 대한 TDL의 동적 비선형 특성이 규명되었지만 백색잡음과 같은 특정진동수 성분에 지배되지 않은 하중형태에 대한 TDL의 동적 비선형 특성은 아직까지 검증된 바가 없다. 본 논문은 백색잡음을 이용하여 가진 하중 크기에 따른 TDL의 동적 비선형 특성을 검토하여 설계 시 필요한 동조액체감쇠기의 감쇠비, 고유진동수비 및 유효질량비를 평가할 수 있는 산정식을 제안하였다.

Keywords

References

  1. 유기표, 조지은, 김영문 (2006) 동조액체댐퍼의 감쇠율 증가를 위한 진동대 실험, 대한건축학회논문집 구조계, 22(3), pp.53-61
  2. 이재훈, 박성우, 조진래 (2007) 고층건물 내진설계용 TLD의 감쇠성능 파라메트릭 해석, 한국전산구조공학회 학술발표대회 논문집, pp.783-788
  3. 주영규, 정석창, 유은종, 김대영, 최 항, 박칠림 (1998) 동조액체감쇠장치의 등가감쇠계수 산정에 관한 실험적 연구, 대한건축학회논문집 구조계, 18(2), pp.141-146
  4. 홍갑표, 이영학 (1999) 건축구조물의 진동제어를 위한 칸막이형 동조액체감쇠기의 적용성에 관한 연구, 대한건축학회 논문집 구조계, 15(1), pp.11-18
  5. Chen, Y. H., Hwang, W. S., Chiu, L. T., Sheu, S. M. (1995) Flexibility of TLD to High-Rise Building by Simple Experiment and Comparison, Computers & Structures, 57(5), pp.855-861 https://doi.org/10.1016/0045-7949(95)00083-S
  6. Dorothy Reed, Jinkyu Yu, Harry Yeh, Sigurdur Gardarsson (1998) Investigation of Tuned Liquid Dampers under Large Amplitude Excitation, Journal of Engineering Mechanics, pp.405-413
  7. Jinkyu Yu, Toshihiro Wakahara, Dorothy A. Reed (1999) A Non-linear Numerical Model of The Tuned Liquid Damper, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 28, pp.671-686 https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9845(199906)28:6<671::AID-EQE835>3.0.CO;2-X
  8. Olson, D. E., Reed, D. A. (2001) A nonlinear numerical model for sloped-bottom tuned liquid dampers, Earthquake Engng Struct. Dyn., 30, pp.731-743 https://doi.org/10.1002/eqe.34
  9. Pradipta Banerji, Mohan Murudi, Arvind H. Shah, Neil Popplewell (2000) Tuned liquid dampers for controlling earthquake response of structures, Earthquake Engng Struct. Dyn. 29
  10. Sun, L. M., Fujino, Y., Pacheco, B. M., Chairseri P. (1992) Modeling of Tuned Liquid Damper (TLD), Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 41-44, pp.1883-1894
  11. Swaroop Krishna Yalla (2001) Liquid Dampers for Mitigation of Structural Response: Theoretical Development and Experimental Validation, Department of Civil Engineering and Geological Sciences Notre Dame, Indiana