• 한국지진공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.23-33
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• 2011

본 연구에서는 중요 통신장비의 지진발생시 파손 및 성능저하를 방지하기 위하여 구조물로 전달되는 가속도를 조절할 수 있는 CFPBS(Cone-type Friction Pendulum Bearing System:원추형 마찰진자베어링)를 개발하고 내진성능을 검증하였다. CFPBS는 기존의 FPS(Friction Pendulum System)와 다르게 원추형으로 제작되었으며 보다 큰 마찰력을 얻기 위하여 마찰면에 패턴을 음각하였다. CFPBS의 고유성능을 파악하기 위하여 4개의 CFPBS가 하나의 개체를 이루도록 제작된 지진격리장치를 이용하여 자유진동시험을 수행하였다. 운동방정식으로부터 유도된 CFPBS의 이론식과 Newmark-${\beta}$ Method를 이용하여 내진성능을 검증하기위한 MATLAB7.0 기반의 동적 수치해석프로그램을 제작하였으며 CFPBS의 제작 시 원하는 성능을 발휘할 수 있도록 간략화된 CFPBS의 설계식을 제안하였다. 수치해석을 통한 CFPBS의 내진성능평가를 위하여 건축구조설계기준(KBC-2005)의 최대지진규모에 해당하는 인공지진파를 생성하고 검증하였다. El Centro NS(1940)와 Kobe NS(1995), 인공지진파 등을 사용하여 CFPBS의 상부질량과 경사각을 매개변수로 하는 수치해석을 수행하였다. 수치해석의 결과를 토대로 CFPBS의 내진성능을 평가하였으며 수치해석의 결과와 설계식을 이용하여 동일한 조건에서 얻어진 결과를 비교분석하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.13-22
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• 1998

본 연구는 지진격리장치의 일종인 마찰 단진자 시스템(FPS)의 교량에의 적용에 관한 연구이다. FPS에 의하여 지진 격리된 교량과 지진 격리되지 않은 교량의 지진하중 작용시의 응답을 비교하기 위하여 축소모델 교량을 이용한 진동대 실험을 수행하였다. 연구결과, 본 장치를 설치한 경우 지진하중에 대한 지지능력이 향상하는 것으로 나타났다. 또한, 활동면 곡류반경에 의해 조절이 가능한 F.P.S 베어링의 강성은 입력된 kwlsfur의 강도와는 무관하며, 활동면의 마찰계수에 따라 속도가 변화하여 약진시에는 활동면에서의 속도가 작으므로 강진시와 비교하여 지진하중에 의하여 발생하는 마찰력도 감소하게 되었다. 한편 F.P.S 베어링의 마찰특성은 반복된 실험에서도 변화하지 않았고, 영구변형은 약적으로도 작았을 뿐만 아니라 누적되지도 않았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.77-84
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• 2006

최근 들어 지진발생 빈도의 증가와 더불어 초고층 빌딩, 장대교량 등과 같은 대형구조물의 경량화, 유연화로 인해 발생하는 구조물의 과도한 동적거동을 효과적으로 제어할 수 있는 제진시스템의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 지진으로부터 구조물을 보다 효과적으로 보호하기 위해 자기장에 의해 역학적 성질을 변화시킬 수 있는 제어가 가능한 지능형재료인 자기민감 고무(Magneto-Sensitive Rubber)를 이용한 반 능동 기초격리 시스템을 제안하였다. 제안된 기초격리 시스템은 기존의 LRB(Lead-Rubber Bearing) 시스템과의 비교 분석을 통해 면진성능을 평가하였으며 이를 위해 몇 가지 역사적 지진들을 이용수치해석을 수행하였다. 제안된 자기민감 고무를 이용한 반 능동 기초격린 시스템은 기존의 수동 시스템보다 기초전단력이나 상부구조물에 가속도 전달을 차단함과 동시에 기초변위를 현저하게 감소시킬 수 있음을 보였다. 그러므로 자가민감 고무를 이용한 반 능동 기초격리 시스템은 지진으로부터 구조물을 효과적으로 보호할 수 있을 것으로 사료된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제50권1호
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• pp.89-103
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• 2014

According to experimental studies made so far, design formula of shear characteristics suggested by ISO 22762 and JEAG 4614, representative design code for Lead Rubber Bearing(LRB) shows dependence caused by changes in compressive stress. Especially, in the case of atypical special structure, such as a nuclear power structure, placement of seismic isolation bearing is more limited compared to that of existing structures and design compressive stress is various in sizes. As a result, there is a difference between design factor and real behavior with regards to shear characteristics of base isolation device, depending on compressive stress. In this study, a full-scale low hardness device of LRB, representative base isolation device was manufactured, analyzed, and then evaluated through an experiment on shear characteristics related to various compressive stresses. With design compressive stress of the full-scale LRB (13MPa) being a basis, changes in shear characteristics were analyzed for compressive stress of 5 MPa, 10 MPa, 13 MPa, 15 MPa, and 20 MPa based on characteristics test specified by ISO 22762:2010 and based on the test result, a regression analysis was made to offer an empirical formula. With application of proposed design formula which reflected the existing design formula and empirical formula, trend of horizontal characteristics was analyzed.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.49-59
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• 2004

이전 논문에서 미 중부 및 동남부 지역의 전형적인 다경간 단순효와 다경간 강거더 연속교의 지진 응답을 연구하였으며, 이런 교량에서 덱 사이의 충돌과 큰 연성이 요구되는 기둥은 취약하여 손상을 입을 수 있다는 것을 보여주었다. 더구나, 고정 및 가동 교조장치는 강한 지진운동에 쉽게 피해를 입을 수 있다. 이 논문에서는 몇 개의 개선된 고무 베어링, 납-고무 베어링 그리고 제지선을 사용하여 전형적인 다경간 단순교와 다경간 강거더 연속교의 지진 응답을 평가하였다. 납-고무 베어링은 지진에 취약한 전형적인 교량의 응답을 개선하는데 효과적인 방법으로 평가되었다. 고무 베어링은 기둥의 요구량을 줄이지만, 다경간 단순교 강거더 교량에서 덱 사이의 강한 충돌을 유발시킨다. 제지선은 일반적으로 사용되지만 다경간 단순교와 다경간 연속교의 지진에 대한 손상을 절감하는데 중간정도의 효과를 보여주었다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.367-372
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• 2002

In these days, The base isolation system is often used to improve the seismic capacity of the structures instead of conventional techniques of strengthening the structural members. The purpose of this study is to evaluate dynamic properties and mechanical characteristics of the 10tonf-LRB(Lead-Rubber Bearing). Experimental studies were performed to obtain the hysteretic behavior, effective shear stiffness( $K_{eff}$), equivalent damping( $H_{eq}$ ), capacity of energy dissipation( $W_{D}$) of six 10tonf-LRB. Especially, in this study, the response of the LRB for high loading frequency(0.5Hz~3.0Hz) was estimated. The effective shear stiffness of the LRB decreases and the capacity of energy dissipation increases as the shear strain amplitude increases. But the shear behavior of the LRB is not affected sensitively by loading frequency.y.y.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.426-431
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• 2001

Seismic performance of base isolated rigid-mass model were studied through shaking table tests. Friction pendulum systems (FPS), pure-friction systems with laminated rubber bearing (LRB) were selected for the comparison of performance. Performance of specially designed isolation systems were tested statically using actuator and dynamically using shaking table. Numerical methods were developed to simulate the nonlinear behavior of the frictional base isolation systems. Two models were considered. one is modified Bouc-Wen model considering breakaway coefficient of friction and the other is classical Coulomb model. The results of numerical methods are found to be in very good agreement with test results.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권3_4호
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• pp.315-340
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• 2012

There are many types of seismic isolation devices that are being used today for structural control of earthquake response in buildings. The most commonly used are sliding bearings and elastomeric bearings, the latter with or without lead core. An alternative solution is the use of steel springs combined with viscoelastic fluid dampers, which is the case discussed in this paper. An analytical study of a three-story building supported on helical steel springs and viscoelastic fluid dampers, GERB Control System (GCS), subjected to near-fault earthquakes is presented. Several earthquakes records have been obtained by the acceleration network installed in the isolated building and in its non-isolated twin since they were finished. These experimental results are analysed and discussed. The aim is to show that the spring-based system can be an alternative for base isolation of small building located near active faults.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권2호
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• pp.259-276
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• 2016

Lead-rubber bearings (LRBs) have been used worldwide in seismic design of buildings and bridges owing to their stable mechanical properties and good isolation effect. We have investigated the effectiveness of LRBs in framed underground structures on controlling structural seismic responses. Nonlinear dynamic time history analyses were carried out on the well-documented Daikai Station, which collapsed during the 1995 Hyogoken-Nanbu earthquake. Influences of strength ratio (ratio of yield strength of LRBs to yield strength of central column) and shear modulus of rubber on structural seismic responses were studied. As a displacement-based passive energy dissipation device, LRBs reduce dynamic internal forces of framed underground structures and improve their seismic performance. An optimal range of strength ratios was proposed for the case presented. Within this range, LRBs can dissipate maximum input earthquake energy. The maximum shear and moment of the central column can achieve more than 50% reduction, whereas the maximum shear displacement of LRBs is acceptable.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제22권6호
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• pp.761-783
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• 2006

The enlargement of interest in base isolators as an earthquake-proof design strategy has dramatically accelerated experimental studies of elastomeric bearings worldwide. In this paper, a new base isolator concept that is a hybrid system of rubber bearings is proposed. Uniaxial, biaxial, and triaxial shaking table tests are also performed to study the seismic behavior of a 0.4-scale three-story isolated steel structure in the National Center for Research on Earthquake Engineering in Taiwan. Experimental results demonstrate that structures with a hybrid system of rubber bearings composed of stirruped rubber bearings and laminated rubber bearings can actually decrease the seismic responses of the superstructure. It has been proved through the shaking table tests that the proposed hybrid system of rubber bearings is a very promising tool to enhance the seismic resistance of structures. Moreover, it is demonstrated that the proposed analytical model in this paper can predict the mechanical behavior of the hybrid system of rubber bearings and seismic responses of the base-isolated structures.