• 제목/요약/키워드: structural dynamic analysis

검색결과 3,115건 처리시간 0.029초

철근 콘크리트 특수 모멘트 골조 건물의 내진 성능 평가 (Seismic Performance Evaluation of a RC Special Moment Frame Building)

  • 김태완;김진구
    • 한국지진공학회논문집
    • /
    • 제11권2호
    • /
    • pp.39-45
    • /
    • 2007
  • 본 연구에서는 확률과 신뢰성을 바탕으로 개발된 FEMA-355F의 내진성능 평가기법을 적용하여 철근 콘크리트 모멘트골조 건물의 내진성능을 평가하였다. 철골 구조물을 대상으로 개발된 FEMA의 성능평가 방식을 다른 구조 시스템에 적용할 때 각 시스템에 적합한 성능값을 결정해야하며, 요구값과 성능값 계산 시 수반되는 불확실성을 반영하는 계수들을 새로이 구해야 한다. 이를 수행하기 위해 예제 건물을 IBC 2003에 따라 설계한 후, 성능평가에 필요한 변수들을 결정하기 위해 건물의 위치에 적합한 지반운동을 이용하여 비탄성 동적 해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 계산된 성능값의 분포는 요구값에 비해 상대적으로 작았으며, 이 결과는 본 연구에서 결정된 성능값이 합리적임을 나타낸다. 구해진 신뢰도는 부분 및 전체 붕괴 모두에 대해 목표치를 초과하였으므로 예제 건물은 목표 성능을 만족하는 것으로 나타났다.

Seismic retrofitting by base-isolation of r.c. framed buildings exposed to different fire scenarios

  • Mazza, Fabio;Mazza, Mirko
    • Earthquakes and Structures
    • /
    • 제13권3호
    • /
    • pp.267-277
    • /
    • 2017
  • Base-isolation is now being adopted as a retrofitting strategy to improve seismic behaviour of reinforced concrete (r.c.) framed structures subjected to far-fault earthquakes. However, the increase in deformability of a base-isolated framed building may lead to amplification in the structural response under the long-duration horizontal pulses of high-magnitude near-fault earthquakes, which can become critical once the strength level of a fire-weakened r.c. superstructure is reduced. The aim of the present work is to investigate the nonlinear seismic response of fire-damaged r.c. framed structures retrofitted by base-isolation. For this purpose, a five-storey r.c. framed building primarily designed (as fixed-base) in compliance with a former Italian seismic code for a medium-risk zone, is to be retrofitted by the insertion of elastomeric bearings to meet the requirements of the current Italian code in a high-risk seismic zone. The nonlinear seismic response of the original (fixed-base) and retrofitted (base-isolated) test structures in a no fire situation are compared with those in the event of fire in the superstructure, where parametric temperature-time curves are defined at the first level, the first two and the upper levels. A lumped plasticity model describes the inelastic behaviour of the fire-damaged r.c. frame members, while a nonlinear force-displacement law is adopted for the elastomeric bearings. The average root-mean-square deviation of the observed spectrum from the target design spectrum together with a suitable intensity measure are chosen to select and scale near- and far-fault earthquakes on the basis of the design hypotheses adopted.

플레이트 형태의 구조물에 대한 능동 마운팅 시스템의 모델링 및 해석 (Modeling and Analysis of Active Mounting System for a Plate-Type Structure)

  • 홍동우;김병일
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제41권10호
    • /
    • pp.915-921
    • /
    • 2017
  • 최근 자동차의 진동과 소음을 줄이기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있으나 기존의 연구들은 수동형 또는 능동형 마운트를 포함한 마운팅 시스템의 최적화에 대해서는 주목하지 않았다. 본 연구는 진동 소음원과 리시버 사이에 세 개의 구조적 경로를 가진 능동 마운팅 시스템에 대한 분석적인 연구를 수행하며 실제 시스템에의 적용 가능성을 확인한다. 능동 마운팅 시스템은 피에조 스택 액추에이터와 수동형 마운트가 커플링된 구조를 가지고 있다. 전체 시스템에 대한 동적 모델이 유도되고 각 경로의 스택 액추에이터 입력 힘과 위상이 각 경로의 완전한 절연을 타겟으로 하여 결정된다. 진동 저감 성능이 확인되고 이는 가장 좋은 저감을 가져오는 수동형 및 능동형 경로의 최적화된 결합을 제시한다.

Seismic loss-of-support conditions of frictional beam-to-column connections

  • Demartino, Cristoforo;Monti, Giorgio;Vanzi, Ivo
    • Structural Engineering and Mechanics
    • /
    • 제61권4호
    • /
    • pp.527-538
    • /
    • 2017
  • The evaluation of the loss-of-support conditions of frictional beam-to-column connections using simplified numerical models describing the transverse response of a portal-like structure is presented in this paper considering the effects of the seismic-hazard disaggregation. Real earthquake time histories selected from European Strong-motion Database (ESD) are used to show the effects of the seismic-hazard disaggregation on the beam loss-of-support conditions. Seismic events are classified according to different values of magnitudes, epicentral distances and soil conditions (stiff or soft soil) highlighting the importance of considering the characteristics of the seismic input in the assessment of the loss-of-support conditions of frictional beam-to-column connections. A rigid and an elastic model of a frame of a precast industrial building (2-DoF portal-like model) are presented and adopted to find the minimum required friction coefficient to avoid sliding. Then, the mean value of the minimum required friction coefficient with an epicentral distance bin of 10 km is calculated and fitted with a linear function depending on the logarithm of the epicentral distance. A complete parametric analysis varying the horizontal and vertical period of vibration of the structure is performed. Results show that the loss-of-support condition is strongly influenced by magnitude, epicentral distance and soil conditions determining the frequency content of the earthquake time histories and the correlation between the maxima of the horizontal and vertical components. Moreover, as expected, dynamic characteristics of the structure have also a strong influence. Finally, the effect of the column nonlinear behavior (i.e. formation of plastic hinges at the base) is analyzed showing that the connection and the column are a series system where the maximum force is limited by the element having the minimum strength. Two different longitudinal reinforcement ratios are analyzed demonstrating that the column strength variation changes the system response.

클래스들 간의 정적ㆍ동적 관계에 의한 2단계 컴포넌트 식별방법 (A Two-Phase Component Identification Method using Static and Dynamic Relationship between Classes)

  • 최미숙;조은숙;박재년;하종성
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
    • /
    • 제11권1호
    • /
    • pp.1-14
    • /
    • 2005
  • 컨포넌트 개발 프로세스에서 재사용 가능한 독립적인 컴포넌트의 식별은 가장 중요한 작업이면서 어려운 작업이다. 따라서 현존하는 컴포넌트 개발 방법론들에서는 컴포넌트 식별을 위해서 체계적이고 명확한 기준이 제시되지 않아 대다수 개발자의 직관과 경험에 의존하고 있다. 그 결과 평이한 개발자에 의해서 소프트웨어의 재사용 단위인 컴포넌트를 식별하기가 쉽지 않다. 따라서 본 논문에서는 컴포넌트를 용이하게 식별할 수 있도록 유스케이스 다이어그램, 클래스 다이어그램 그리고 시퀀스 다이어그램 등 도메인 모델을 기반으로 컨포넌트를 식별하는 기준과 방법을 제시한다. 본 논문에서는 2단계 즉, 시스템 컨포넌트 식별과 비즈니스 컴포넌트 식별을 통하여 컴포넌트론 식별하는 방법을 제시한다. 특히, 제안된 기법에서는 컴포넌트 식별에 있어서 구조적 특성뿐만 아니라 메소드 호출 유형과 방향에 따른 의존성 특성을 함께 괴려하고 있다 이러한 제안된 기법의 실용성을 검증하기 위해 사례 연구와 기존 식별 방법과의 비교 분석 및 평가를 제시한다.

노즈 페어링 구조용 복합재 평판의 음향 하중 저감 특성 (Acoustic Loads Reduction of Composite Plates for Nose Fairing Structure)

  • 박순홍;공철원;장영순;이영무
    • Composites Research
    • /
    • 제17권3호
    • /
    • pp.15-22
    • /
    • 2004
  • 위성 발사체의 추진 기관에 의한 음향 하중은 이륙 시 작용하는 주요한 동적 하중 중 하나로서, 이에 의한 위성이나 탑재물의 파손이 보고되고 있다. 위성이나 탑재물에 작용하는 음향 하중의 강토를 저감하기 위해서는 노즈 페어링의 구조 설계 시 차음 성능을 고려한 설계가 필요하다. 특히 복합재 구조의 경우 금속재 구조에 비해 비강성이 커서 음향 하중의 차음 측면에서는 불리하다. 본 논문에서는 위성 발사체의 노즈 페어링용 복합재 평판의 차음 특성을 살펴보았다. 노즈 페어링 구조로 사용 가능한 4종의 복합재 구조에 대하여 무한판 이론 및 통계적 에너지 해석법(SEA)을 이용하여 차음 성능을 평가하였다. 해석 결과를 토대로 두 종류의 복합재 평판을 제작하여 이에 대한 차음 성능을 측정하고 예측치와 비교를 수행하였다. 이를 바탕으로 무게 대비 차음 성능이 우수한 노즈 페어링용 복합재 구조를 선정할 수 있었다.

현장 탄성계수에 근거한 노상 다짐관리방안 연구 (Study on Establishing the Subgrade Compaction Control Methods Based on the In-situ Elastic Modulus)

  • 최준성;한진석;김종민
    • 한국도로학회논문집
    • /
    • 제14권3호
    • /
    • pp.49-58
    • /
    • 2012
  • 1986년 AASHTO 설계법에서 회복탄성계수를 이용한 다짐관리 기법이 제안된 이후, 국내외에서 경험적 설계법에서 역학적-경험적 설계법으로 전환되고 있다. 10여년의 연구결과 노상 다짐관리는 기존의 다짐도와 평판재하시험에서 평판재하시험 및 소형 충격 재하시험, 동적 콘 관입시험으로 전환되어질 예정이다. 본 연구에서는 노상 재료의 물성치와 구조해석을 통해 한국형 도로포장 설계법에서 제시된 회복탄성계수 예측식을 검증하였으며, 실제 평판재하시험, 소형충격재하시험, 동적 콘 관입시험등의 현장시험을 통해 경험적 모델로 추정된 회복탄성계수와 현장 탄성계수 측정값간의 상관관계식들을 개발하였다. 또한 제안된 상관관계를 이용하여 현장시험을 통한 노상의 다짐관리방안을 제안하였다.

위상최적설계와 형상최적설계를 이용한 크레인의 경량설계 (Lightweight Crane Design by Using Topology and Shape Optimization)

  • 김영철;홍정기;장강원
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제35권7호
    • /
    • pp.821-826
    • /
    • 2011
  • CAE 기반 구조최적설계법인 위상최적설계와 형상최적설계를 크레인의 경량화에 적용하였다. 붐은 단면 형상을 설계 변수로 변화시키면서 질량의 최소화를 최적설계의 목적함수로 하고 붐의 정적강도와 동적강성이 초기 모델의 성능에 비해서 저하되지 않아야 한다는 제한조건을 설정하였다. 구조해석 및 최적설계는 상용소프트웨어인 Hyperworks를 이용하여 수행하였으며 붐의 단면 형상의 변형에 따르는 요소망의 변동은 모핑 기능을 사용하여 수치 안정성을 확보하였다. 붐의 지지부는 초기 모델을 단순화시킨 설계 영역을 설정하고 이를 삼차원 솔리드 요소로 이산화한 후 위상최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 시스템의 전체 동적, 정적 강성을 저하시키지 않은 채로 붐은 19%, 지지부는 17% 경량화시킬 수 있었다.

A dissipative family of eigen-based integration methods for nonlinear dynamic analysis

  • Chang, Shuenn-Yih
    • Structural Engineering and Mechanics
    • /
    • 제75권5호
    • /
    • pp.541-557
    • /
    • 2020
  • A novel family of controllable, dissipative structure-dependent integration methods is derived from an eigen-based theory, where the concept of the eigenmode can give a solid theoretical basis for the feasibility of this type of integration methods. In fact, the concepts of eigen-decomposition and modal superposition are involved in solving a multiple degree of freedom system. The total solution of a coupled equation of motion consists of each modal solution of the uncoupled equation of motion. Hence, an eigen-dependent integration method is proposed to solve each modal equation of motion and an approximate solution can be yielded via modal superposition with only the first few modes of interest for inertial problems. All the eigen-dependent integration methods combine to form a structure-dependent integration method. Some key assumptions and new techniques are combined to successfully develop this family of integration methods. In addition, this family of integration methods can be either explicitly or implicitly implemented. Except for stability property, both explicit and implicit implementations have almost the same numerical properties. An explicit implementation is more computationally efficient than for an implicit implementation since it can combine unconditional stability and explicit formulation simultaneously. As a result, an explicit implementation is preferred over an implicit implementation. This family of integration methods can have the same numerical properties as those of the WBZ-α method for linear elastic systems. Besides, its stability and accuracy performance for solving nonlinear systems is also almost the same as those of the WBZ-α method. It is evident from numerical experiments that an explicit implementation of this family of integration methods can save many computational efforts when compared to conventional implicit methods, such as the WBZ-α method.

조종면 강제 조화운동을 고려한 비선형 플러터 비행시험 모사 (Nonlinear Simulation of Flutter Flight Test with the Forced Harmonic Motion of Control Surfaces)

  • 유재한;김동현;권혁준;이인;김영익;이희우
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제30권6호
    • /
    • pp.92-100
    • /
    • 2002
  • 본 연구에서는 천음속 미소교란 방정식을 이용하여 조종면의 강제 조화 운동을 고려한 전기체 형상에 대하여 천음속/초음속 비선형 플러터 특성을 파악할 수 있는 정밀 해석 시스템을 개발하였다. 본 시스템에는 충격파의 비선형 특성을 고려하기 위해 전산구조동역학, 유한요소해석 및 전산유체역학 기법을 동시에 연계하여 적용하는 연계시간 적분법을 도입하였다. 복잡한 전기체 형상에 대한 효과적인 격자생성을 위해 자체 자동격자 생성프로그램이 개발되었다. 천음속과 초음속 속도 영역에서 전기체 항공기에 대한 정적/동적 공탄성 특성을 고찰하였으며, 시간 영역에서 조종면 강제 조화운동에 대한 플러터 비행시험 시뮬레이션 결과들을 제시하였다.