• 국제초고층학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.35-48
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• 2014

In designing a 300 meter high skyscraper expected to be the tallest building in Japan, an earthquake-ridden country, we launched on the full-scale performance based design to ensure redundancy and establish new specifications using below new techniques. The following new techniques are applied because the existing techniques/materials are not enough to meet the established design criteria for the large-scale, irregularly-shaped building, and earth-conscious material saving and construction streamlining for reconstructing a station building are also required: ${\bullet}$ High strength materials: Concrete filled steel tube ("CFT") columns made of high-strength concrete and steels; ${\bullet}$ New joint system: Combination of outer diaphragm and aluminium spray jointing; ${\bullet}$ Various dampers including corrugated steel-plate walls, rotational friction dampers, oil dampers, and inverted-pendulum adaptive tuned mass damper (ATMD): Installed as appropriate; and ${\bullet}$ Foundation system: Piled raft foundation, soil cement earth-retaining wall construction, and beer bottle shaped high-strength CFT piles.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권3호
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• pp.391-405
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• 2020

The use of passive energy dissipation devices has been widely used in the construction industry to minimize the probability of damage occurred under intense ground motion. In this study, collapse margin ratio (CMR) and fragility curves are the main parameters in the assessment to characterize the collapse safety of the structures. The assessment is done on three types of RC frame structures, incorporating three types of dampers, viscoelastic, friction, and BRB dampers. The Incremental dynamic analyses (IDA) were performed by simulating an array of 20 strong ground motion (SGM) records considering both far-field and near-field seismic scenarios that were followed by fragility curves. With respect to far-field ground motion records, the CMR values of the selected frames indicate to be higher and reachable to safety margin more than those under near-field ground motion records that introduce a high devastating impact on the structures compared to far-field excitations. This implies that the near field impact affects the ground movements at the site by attenuation the direction and causing high-frequency filtration. Besides that, the results show that the viscoelastic damper gives better performance for the structures in terms of reducing the damages compared to the other energy dissipation devices during earthquakes.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.127-134
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• 2008

내진설계기준이 점차 강화되고 다경간 연속화에 대한 시도가 증가됨에 따라 기존의 내진설계로는 지진력의 처리가 곤란하여 다점고정장치와 감쇠를 통해 지진에너지를 소산시키는 장주기화, 분산, 감쇠를 통해 지진력을 효과적으로 감소시키는 면진장치의 사용이 날로 증가하고 있다. 그러나 내진장치 적용에 대한 다양성 부재와 장치를 적용한 설계경험의 부족 등의 이유로 특정교량에 적절한 내진장치를 선정하는데 상당한 어려움이 따르고 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 내진장치가 적용된 교량의 지진시 거동특성에 대한 연구를 수행하여 받침장치 선정시 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.602-605
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• 2011

본 논문에서는 마찰감쇠기가 설치된 건물이 붕괴하중을 받을 때의 에너지소산능력을 고려하여 등가감쇠비를 유도하였다. 마찰감쇠기는 주로 지진과 같은 수평하중에 대한 에너지를 소산하기위해 설치된다. 마찰감쇠기를 대각 가새형으로 설치하면 수평하중에 대한 저항력뿐 만아니라 수직하중에 대한 저항성능도 발휘된다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 건물은 고유의 점성감쇠를 가지므로 마찰감쇠기가 설치된 건물은 마찰과 점성감쇠를 동시에 고려해야하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 에너지 평형을 이용하여 등가감쇠비를 구하고 운동방정식을 등가선형화하면 쉽게 저항 성능을 파악할 수 있다. 우선 건물에 영향을 미치는 것은 감쇠이므로 감쇠의 영향력을 마찰력비, ${\gamma}_c$로 나타내었다. 둘째, 정해를 마찰력비로 표현하여 유도하고 응답특성을 파악하였다. 셋째, 에너지 균형식을 통해 등가감쇠비를 산정하였다. 마지막으로 등가감쇠비를 검증하기 위하여 등가감쇠비를 이용하여 등가선형화한 응답과 실제 마찰감쇠기를 설치하여 비선형 수치해석한 결과와 비교, 검증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.157-164
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• 2022

The TMD has a simpler structure than other vibration control devices and shows excellent control performance for the standardized vibration occurring in the structure. However, when the vibration cycle of the structure coincides with the vibration cycle of the TMD due to the sudden external loads, the off-tuning occurs, which threatens the structure while increasing the vibration width of the TMD. Therefore, Electromagnetic Tuned Mass Damper (ETMD) was developed as a semi-active TMD that prevents off-tuning while exhibiting excellent control performance like TMD. To verify the control performance of the developed ETMD, the bending behavior control performance evaluation experiment using a simple beam bridge was performed. The experimental method compared the mutual control power by experimenting with the existing TMD method and the developed ETMD under nine excitation frequency conditions. As a result, it was confirmed that the control effect of ETMD was about 4.85% higher than that of TMD at 3.02Hz, which generates the maximum displacement in the simple beam bridge. Also, the off-tuning occurred in some excitation conditions when using TMD, although the off-tuning did not occur when using ETMD. Therefore, the excellent control performance of the ETMD developed in this study was verified.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권5호
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• pp.729-746
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• 2022

In this paper, a nonlinear structural model updating methodology based on the Deep Belief Network (DBN) is proposed. Firstly, the instantaneous parameters of the vibration responses are obtained by the discrete analytical mode decomposition (DAMD) method and the Hilbert transform (HT). The instantaneous parameters are regarded as the independent variables, and the nonlinear model parameters are considered as the dependent variables. Then the DBN is utilized for approximating the nonlinear mapping relationship between them. At last, the instantaneous parameters of the measured vibration responses are fed into the well-trained DBN. Owing to the strong learning and generalization abilities of the DBN, the updated nonlinear model parameters can be directly estimated. Two nonlinear shear-type structure models under two types of excitation and various noise levels are adopted as numerical simulations to validate the effectiveness of the proposed approach. The nonlinear properties of the structure model are simulated via the hysteretic parameters of a Bouc-Wen model and a Giuffré-Menegotto-Pinto model, respectively. Besides, the proposed approach is verified by a three-story shear-type frame with a piezoelectric friction damper (PFD). Simulated and experimental results suggest that the nonlinear model updating approach has high computational efficiency and precision.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권4호
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• pp.801-812
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• 2016

In an actual design, none of the structures with shear behaviors will be designed for torsional moments. Any failure or damages to roofs, infills, shear walls, and braces caused by an earthquake, will inevitably result in relocation of center of mass and rigidity of the structure. With these changes, the dynamic characteristics of structure could be changed during an earthquake at any moment. The main objective of this paper is to obtain the relationship between time-varying eccentricity of load and corner lateral displacement. In this study, various methods have been used to determine the structural response for time-varying lateral corner displacement. As will be seen below, some of the structural calculation methods result in a significant deviation from the actual results, although these methods include the interaction effects of modes. Controlling the lateral displacement of structure can be performed in different ways such as, passive dampers, friction dampers, semi-active systems including the MR damper and active Systems. Selecting and locating these control systems is very important to bring the maximum safety with minimum cost into the structure. According to this study will be show the relation between the corner lateral displacements of structure and time-varying eccentricity by different kind of methods during an earthquake. This study will show that the response of the structure at the corners due to an earthquake can be very destructive and because of changing the eccentricity of load, calculating the maximum possible response of system can be carried out by this method. Finally, some kind of systems must be used for controlling these displacements. The results shows that, the CQC, DSC and exact methods is comply each other but the results of Vanmark method is not comfortable for these kind of buildings.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.30-30
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• 2011

국내의 내진설계 기준은 1988년에 처음 도입되었으며, 최근 점차 강화되고 있는 실정이다. 공동주택에 주로 적용되는 전단벽식 구조시스템에서 증가된 지진력에 저항하기 위해서는 벽량과 철근이 증가하게 되어 공사비가 상승하게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위한 제진설계의 필요성이 대두되고 있는 실정인데, 기존의 제진장치는 주로 가새형 또는 벽체형을 대부분이라 평면계획에 제약이 있다. 따라서 전단벽식 구조의 공동주택의 제진설계 시에는 우리나라와 같은 중 약진 지역에 적합하고 저렴한 비용으로 충분한 내진성능과 평면의 가변성을 확보할 수 있는 댐퍼의 선택이 필요하다. 본 연구의 목적은 기존의 가새형 및 벽체형 제진장치의 국내 공동주택 적용시의 문제점인 평면의 가변성 확보에 유리하고, 수동형 제진장치의 장점을 추구할 수 있는 마찰댐퍼를 삽입한 커플링보 제진시스템의 내진성능을 조사하는 것이다. 내진성능을 평가하기 위해서 실대형 커플링보 실험체를 계획하고 제작하였다. 실험체는 2개로 구성되어 있으며, 하나는 기존의 철근배근 상세를 갖는 철근콘크리트 커플링보 실험체와 커플링보에 마찰댐퍼가 삽입된 실험체이다. 횡하중에 대한 성능을 평가하기 위해서 유사정적 반복가력실험을 실시하였다. 엑츄에이터로부터 실험체 상보의 가력지그를 통해 하중이 전달되도록 하였으며, 가력은 최초 0.25%의 층간변형각부터 변위제어를 통해 목표 층간변형각인 1.5% 이상까지 진행되도록 하였다. 실험결과, 두 실험체의 이력곡선과 에너지 흡수능력을 평가하였다. RC 실험체는 핀칭현상이 관찰되었고, 가력이 진행됨에 따라 커플링보와 벽체에서의 균열이 확산되어 종국적으로 취성적인 커플링보의 전단파괴가 발생하였다. 마찰댐퍼를 삽입한 실험체는 계획된 마찰거동이 잘 발휘되어 목표 층간변형각인 1.5%까지 이선형거동이 잘 나타났다. 최대 내력은 RC 실험체가 3배 이상 크지만, 누적층간변형각에 따른 에너지 흡수능력은 마찰댐퍼 실험체가 2배 이상 우수한 결과를 보였으며, 커플링보 및 벽체에서의 균열이 매우 저감되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.97-105
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• 2010

압력차를 이용한 연기제어기법은 피난계단 또는 대피공간으로 연기의 유입을 방지하기 위한 방법 중 가장 많이 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 국내에서는 기술에 대한 이해부족에 기인한 많은 문제점이 발생하고 있다. 그러한 관점에서 차압제연설비의 성능에 영향을 미치는 주요인자인 풍도면적, 급기댐퍼의 개구면적, 부속실 개방에 따른 영향, 연돌효과 그리고 급기주입구의 위치가 시스템의 성능에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다. 중요한 결론으로는 풍도의 단면적이 작을수록 마찰손실이 증가하여 적절한 차압을 유지할 수 없었으며, 특히 연돌효과는 저층부의 압력차를 작게 만들어 차압제연시스템의 성능을 약화시키는 가장 큰 요인으로 확인되었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.49-56
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• 2010

본 연구에서는 스마트 최상층 면진시스템을 적용한 고층건물의 풍응답 제어성능을 검토해보았다. 이를 위하여 77층 초고층 건물을 예제구조물로 선택하였고 풍동실험을 통해서 얻은 풍하중을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 예제구조물의 최상층은 FPS 및 MR 감쇠기로 구성된 스마트 면진시스템을 이용하여 주구조물과 분리된다. 주구조물의 동적응답을 저감시키는 것이 스마트 최상층 면진시스템의 가장 중요한 목표이지만 면진된 최상층의 과도한 응답은 구조물을 불안정하게 만들 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 면진된 최상층과 주구조물을 효과적으로 제어하기 위하여 스카이훅제어기를 제어알고리즘으로 사용하였다. 제안된 스마트 최상층 면진시스템의 제어성능을 검토하기 위하여 일반적인 수동 최상층 면진시스템의 제어성능과 비교하였다. 수치해석결과 제안된 스마트 최상층 면진시스템을 이용하면 일반적인 수동 최상층 면진시스템에 비해서 면진층의 변위를 효과적으로 줄이면서도 구조물의 응답을 저감시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.