초록
본 논문은 해석적 및 실험적 연구를 통하여 휨 저항 메커니즘에 최적화된 형상을 지닌 스트립형 감쇠장치의 구조적 특성을 조사하고자 하였다. 초기 강성과 항복 강도 예측식이 제시되었으며, 이를 상용 유한요소해석 프로그램 ABAQUS를 통한 유한요소해석 결과와 비교분석하였다. 예측식을 수립하기 위하여 두 가지의 이상화 절차가 고려되었으며, 두 예측식 모두 건물에 감쇠장치를 적용함에 있어 충분한 예측결과를 제시하는 것으로 나타났다. 실험적 연구를 통해서는 강재, 접합상세 및 건물에 감쇠장치를 적용하는 구조체 유형 등에 관한 구조적 불확실성이 감쇠장치의 구조적 거동을 예측함에 있어 저해요소인 것으로 나타났다. 또한, 전단항복형 감쇠장치이 건물에 적용된다면 전단응력집중이 반드시 고려되어야 하는 것으로 나타났다. 그럼에도 최적 형상을 가진 스트립형 감쇠장치가 저사이클피로파괴에 높은 저항능력을 지녔다는 관점에서, 예측식을 활용할 경우 안전측의 구조설계가 이루어짐과 동시에 건물의 내진 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
This paper aims to investigate the seismic characteristics of strip-type damping devices possessing optimized shapes for the moment-resisting mechanism throughout analytical and experimental studies. Predicting equations for initial stiffness and yielding strength were introduced and compared with analytical results obtained from finite element analyses (FEAs) using commercial FEA program ABAQUS. In order for establishing predicting equations, two idealized processes were considered and both predicting equations showed that they could provide enough approximations for seismic applications in building structures. Throughout experimental studies, it was noted that structural uncertainties on mild steels, connection details and structural types linking damping devices with building structures could interrupt predicting structural behavior of the devices. Also, it was observed that shear stress concentrations should be considered if shear yielding type devices are applied into building structures. Nevertheless, it was shown that structural conservatism can be established using the predicting equations and seismic applications of the damping devices can enhance the seismic performance of building structures efficiently in the viewpoint that they have high resistance to low-cycle fatigue failures.