• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.70-78
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• 2023

보통중심가새골조는 단순한 설계절차를 갖는 이점이 있다. 이와 같은 이유로, 지진하중에 대한 내진성능이 다른 골조 시스템에 비해 크게 효과적이지 않음에도 불구하고 중간 또는 낮은 수준의 지진을 받는 소규모 골조 구조물에 널리 사용되어 왔다. 횡방향 지진 하에서 압축 거동에 대해 취약한 가새부재를 갖는 보통중심가새골조의 내진성능을 향상시키기 위해, 통상적으로 점성감쇠기에 의한 내진보강이 도입되어 왔다. 하지만, 점성감쇠기 자체는 일반적으로 구조물을 원래 위치로 복원시킬 수 있는 강성을 갖지 않는다. 이는 구조물에 잔류 변위를 유발시킬 수도 있다. 이 논문에서는 휨강성을 갖는 상·하부 보가 비선형-탄성 스프링 역할을 하여 외부 변위 이력을 받는 스프링-감쇠기 시스템을 원래 위치로 복원시키는 자가복원형 점성감쇠기 시스템이 개발되었다. 단순화된 골조 구조물에 대한 수치해석은 개발된 자가복원형 점성감쇠기 시스템을 포함할 경우 지진이 가해지는 동안 에너지 소산을 통해 어떻게 골조 구조물의 향상된 내진성능을 가져오는지 보여준다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권2호통권54호
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• pp.172-180
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• 2009

일반적으로 MR 감쇠기를 이용한 준능동 제어 시스템을 구축하기 위해서는 감쇠장치의 동적모델이 요구된다. 여기서, 동적모델링은 감쇠장치의 발생 감쇠력 및 거동 성향 등을 수치적으로 예측하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 MR 감쇠기의 동적거동을 실무적인 관점에서 합리적으로 모델링하기 위하여 다양한 동적모델 중 Power 모델 및 Bingham 모델을 적용해 MR 감쇠기의 동적거동특성을 예측 평가하였다. 이때 활용한 MR 감쇠기의 실험결과는 압착식 형태로 개발된 MR 감쇠기를 대상으로 동하중 실험을 수행하여 획득하였으며, 힘-변위 이력곡선으로부터 준능동 제어장치로의 타당성을 확인하였다. 또한, 각 동적모델의 예측성능을 평가하기 위하여 우선 실험결과를 이용해 각 동적모델 별 모델변수를 규명하였고, 이를 바탕으로 힘-속도 관계곡선 및 예측된 발생 감쇠력의 오차율을 산출하여 개발된 압착식 MR 감쇠기의 실험결과와 상호 비교 평가하였다. 최종적으로 본 연구에서 개발한 압착식 MR 감쇠기는 준능동 제어장치로 활용 가능함을 확인하였고, 평가된 두 가지 동적모델은 모두 우수한 예측성능을 보임으로써 본 연구에서 개발한 압착식 MR 감쇠기는 물론 MR유체를 이용한 다양한 형태의 감쇠장치의 거동특성을 수치적으로 예측하기 위하여 간단히 활용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국안전학회지
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• 제8권1호
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• pp.80-87
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• 1993

본 논문은 에너지 분산 장치의 일종인 점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 거동에 관한 실험 및 해석적 연구를 다루고자 한다. 지진 모형 실험 장치를 이용하여 감쇠기를 설치한 건물의 구조응답을 구하고. 이를 감쇠기를 설치하지 않은 건물에 대하여 행해진 비탄성 해석 결과와 비교한다. 결론적으로 말하면. 점탄성 감쇠기는 강지진 하중에 의하여 건물에 발생한 과도한 진동을 감소시키는데 효과적이다 일반적으로 점탄성 감쇠기를 건물에 설치함으로써 감쇠비와 함께 강성도가 증가하여 지진 응답을 감소시키는데 기여하나, 대부분은 감쇠기의 역할에 의해 증가된 감쇠비의 영향인 것으로 밝혀졌다. 모드 변형에너지법을 이용하여 감쇠기에 의해 증가된 등가구조 감쇠를 성공적으로 예측할 수 있으며 따라서 점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 지진 응답이 일반적인 모드 해석 기법을 이용한 수치모형해석에 의해 정확히 예측된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.52-59
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• 2015

본 논문에서는 효과적인 제진설계를 구현하기 위한 설계기술 개발의 일환으로 20층 라멘조 형식의 공동주택을 대상으로 최근 개발된 등 방성감쇠장치 (일명 카고메감쇠장치)를 적용하여 대상구조물-카고메감쇠장치-지지구조물로 구성된 새로운 형식의 시스템 (Kagome Damper System : KGDS)을 제안하고, 대상구조물과 지지구조물의 강성차, 감쇠장치의 크기 및 지지구조물의 적용 층수 등을 변수로 수치해석을 수행하여 제진효과를 검토해 보았다. 해석결과, 밑면전단력과 최상층 최대응답변위 감소라는 관점에서 유효한 제진효과를 얻기 위해서는 지지구조물을 3개층 높이로 설치할 경우, 대상구조물과 지지구조물 간의 강성비는 약 6.4배 이상, 감쇠장치의 사이즈는 $700{\times}700mm$ 이상을 확보할 필요가 있으며, 지지구조물을 5개층 높이로 설치할 경우에는 대상구조물과 지지구조물 간의 강성비는 약 7.0배 이상, 감쇠장치의 사이즈는 $500{\times}500mm$ 이상을 확보할 필요가 있는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.241-248
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• 1987

지반-구조물 상호작용 효과가 큰 경우의 동적문제를 모드중첩법으로 해결하기 위하여 여러 가지 등가모드감쇠값 결정 방법에 대한 이론적 배경을 검토하였다. 또한 component mode synthesis method에 의하여 감쇠행렬을 구하고 이를 이용한 직접적분법으로 지반-구조물의 연계모델의 응답을 계산하여 각 등가모드감쇠값 결정 방법으로 구한 등가모드감쇠값을 사용한 모드 중첩법의 해석 결과와 비교 분석하였다. 해석모델로는 2종류의 상부구조와 4종류의 지반조건을 고려하고 이를 조합한 경우를 채택하였다. 본 연구 결과로 소멸에너지법으로 얻은 등가모드감쇠값이 직접적 분법의 결과에 가장 근사적인 결과를 주는 것을 알 수 있었다. 고정지반모델인 경우에는 강도가중법을 제외한 다른 방법으로 구한 등가모드감쇠값은 직접적분법의 결과와 거의 일치되는 응답을 주었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.47-54
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• 2001

가새형 소성 감쇠기는 에너지 소산 이력거동을 통해 강한 지진하중을 받는 구조물의 구조적 손상을 방지하거나 감소시킨다. 본 연구에서는 성능수준 만족을 위한 가새형 소성 금비기의 직접적인 설계 방법을 개발하였다. 많은 해석 시간이 요구되는 비선형 동적 시간이력해석 대신 비선형 정적해석법인 능력스펙트럼법을 이용하여 주어진 성능을 만족하기 위하여 필요한 유효 감쇠비를 구한 후 이를 이용하여 가새형 소성 감쇠기의 크기를 구하였다. 각 설계변수의 영향을 파악하기 위하여 단자유도계에서 구조물의 주기, 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도의 비, 항목 후 강성비, 가새형 소성 감쇠기의 항복응력 등을 변수로 하여 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 제안된 방법을 5층과 10층 건물에 적용하여 검증하였다. 시간이력해석 결과, 제안된 방법에 따라 설계된 가새형 소성 감쇠기를 설치한 예제 구조물의 최대응답은 주어진 목표변위와 잘 일치하였다.

• 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.

• 콘크리트학회지
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• 제10권5호
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• pp.139-149
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• 1998

동적하중하에서 강섬유보강 콘크리트(SFRC)는 유연도 및 균열억제에서 우수한 재료로서 최근에 각종 구조물에 널리 사용되었으며, 특히 내진설계를 위한 강섬유보강 콘크리트 의 재료적 감쇠에 관한 규명이 절실히 요구되고 있다. 본 연구는 강섬유보강 콘크리트(SFRC)보의 재료적 감쇠효과증진을 실험적 및 수치해석적 방법으로 규명하는 데에 목적이 있으며, 일반적으로 강섬유 보강콘크리트(SFRC)보의 감쇠거동은 인장철근비, 강섬유의 혼입량과 형태, 콘크리트의 강도 그리고 응력의 크기에 좌우된다. 강섬유보강 콘크리트보의 감쇠비는 보의 균열상태 변화에따른 동적실험결과로부터 얻을 수 있으며, 일반적으로 강섬유보강 콘크리트는 증가된 에너지감쇠능력으로 인장철근이 소성전 상태에서 철근 콘크리트보의 경우보다 향상된 감쇠거동을 갖고 있는 것으로 판명되었다. 이들 결과의수치해석적인 입증을 위하여 curvature(곡률)와 감쇠값사이의 관계를 기초로 유한요소프로그램 (TICAL)을 개발하였으며, 결론적으로 0.44%인장철근비을 갖고 있는 강섬유보강 콘크리트의 감쇠비는 하중상태에 따라 철근 콘크리트보의 경우보다 약 5%에서 35%정도 향상된 감쇠비를 갖고 있는 것으로 조사되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.1-14
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• 2007

인접 구조물의 지진응답 제어를 위한 비선형 감쇠시스템의 최적 설계 방법에 관하여 연구하였다. 최적 설계를 위한 목적 함수로는 구조물의 응답과 감쇠기의 총 사용량을 고려하였으며, 상충하는 두 목적함수를 합리적인 수준에서 동시에 최소화하는 해를 구하기 위하여 유전자 알고리즘에 기반한 다목적 최적화 방법을 도입하였다. 또한, 최적화 과정에서 요구되는 비선형 시간이력해석을 수행하지 않고도, 비선형 이력감쇠기로 연결된 구조물의 지진응답을 효율적으로 평가하기 위하여 추계학적 선형화 방법을 접목하였다. 제시하는 방법의 효율성을 검증하기 위한 수치 예로서 20층과 10층의 인접 빌딩을 고려하였으며, 두 빌딩을 연결하는 비선형 감쇠시스템으로는 입력전압의 크기에 따라 변화하는 감쇠성능을 보이는 MR 감쇠기를 도입하였다. 제시하는 방법을 통하여 MR 감쇠기의 각 층별 최적 개수 및 감쇠용량을 결정할 수 있었으며, 이는 일반적인 균등분포 시스템에 비해 유사한 제어성능을 보이면서도 훨씬 경제적이었다. 또한, 인접구조물간 충돌에 대하여도 확률적으로 안정적인 거동을 보임을 검증하였으며, 제시하는 방법이 준능동 제어시스템의 최적 배치를 결정하기 위한 설계문제에도 적용할 수 있음을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.203-213
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• 2004

본 연구에서는 최상층에 설치된 연결교량과 두 건물의 연결부에 점탄성감쇠기 (Viscoelastic Dampers, VED)를 설치하여 지진에 의한 연결된 건물의 응답을 저감하는 방법에 대해서 연구하였다. 제안된 방법의 적용성을 백작잡음하중에 대한 2자유도계 구조물의 RMS (root-mean-squared) 응답을 통하여 검토한 후, 점탄성감쇠기의 크기변화에 따른 응답 감소 효과를 분석하기 위해 다양한 층수의 연결된 구조물에 대하여 지진응답 해석을 수행하고, VED 설치 전후의 최대변위, 소성힌지 분포, 잔류변위 등을 비교하였다. 해석결과에 따르면, 구조물의 응답을 최소화하는 점탄성감최기의 적정 크기가 존재하며, 연결된 두 구조물의 고유주기의 차이가 증가할수록 점탄성감쇠기의 진동제어 효과가 커진다는 것을 알 수 있다.