• Coupled systems mechanics
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• 제12권3호
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• pp.277-295
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• 2023

Unsymmetrical high-rise buildings (HRBs) subjected to earthquake represent a difficult challenge to structural engineering, especially taking into consideration the effect of soil-structure interaction (SSI). L-shape in plan HRBs suffer from big straining actions when are subjected to an earthquake (in x- or y-direction, or both x- and y- directions). Additionally, the disastrous effect of seismic pounding may appear between two adjacent unsymmetrical HRBs. For two unsymmetrical L-shape in plan HRBs subjected to earthquake in three different direction cases (x, y, or both), including the SSI effect, different methods are investigated to mitigate the seismic pounding and thus protect these types of structures under the earthquake effect. The most effective technique to mitigate the seismic pounding and help in seismically protecting these adjacent HRBs is found herein to be the use of a combination of pounding tuned mass dampers (PTMDs) all over the height (at the connection points) together with tuned mass dampers (TMDs) on the top of both buildings.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권2호
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• pp.209-218
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• 2024

The present paper is focused on the study of the propagation of plane waves in thermoelastic media under a modified Green-Lindsay (MG-L) model having the influence of non-local and two temperature. The problem is formulated for the considered model in dimensionless form and is explained by using the reflection phenomenon. The plane wave solution of these equations indicates the existence of three waves namely Longitudinal waves (LD-Wave), Thermal waves (T-wave), and Shear waves (SV-wave) from a stress-free surface. The variation of amplitude ratios is computed analytically and depicted graphically against the angle of incidence to elaborate the impact of non-local, two temperature, and different theories of thermoelasticity. Some particular cases of interest are also deduced from the present investigation. The present study finds applications in a wide range of problems in engineering and sciences, control theory, vibration mechanics, and continuum mechanics.

• Wind and Structures
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• 제38권2호
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• pp.147-160
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• 2024

The aerodynamic force is a significant component that influences the stability and safety of structures. It has unstable properties and depends on computer precision, making its long-term prediction challenging. Accurately estimating the aerodynamic traits of structures is critical for structural design and vibration control. This paper establishes an unsteady aerodynamic time series prediction model using Long Short-Term Memory (LSTM) network. The unsteady aerodynamic force under varied Reynolds number and angles of attack is predicted by the LSTM model. The input of the model is the aerodynamic coefficients of the 1 to n sample points and output is the aerodynamic coefficients of the n+1 sample point. The model is predicted by interpolation and extrapolation utilizing Unsteady Reynolds-average Navier-Stokes (URANS) simulation data of flow around a circular cylinder, square cylinder and airfoil. The results illustrate that the trajectories of the LSTM prediction results and URANS outcomes are largely consistent with time. The mean relative error between the forecast results and the original results is less than 6%. Therefore, our technique has a prospective application in unsteady aerodynamic force prediction of structures and can give technical assistance for engineering applications.

• Earthquakes and Structures
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• 제3권2호
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• pp.141-168
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• 2012

The Retrofit Yield Spectrum (RYS) is a new spectrum-based device that relates seismic demand of a retrofitted structure with the fundamental design parameters of the retrofit. This is obtained from superposition of Yield Point Spectra with design charts that summarize in pertinent spectrum-compatible coordinates the attributes of a number of alternative retrofit scenarios. Therefore, once the requirements for upgrading a given structure have been determined, the RYS enable direct insight of the sensitivity of the seismic response of the upgraded structure to the preliminary design decisions made while establishing the retrofit plan. By virtue of their spectrum-based origin, RYS are derived with reference to a single mode of structural vibration; a primary objective is to control the contribution of this mode in the retrofit design so as to produce a desirable distribution of damage at the ultimate limit state by removing soft storey formations and engaging the maximum number of structural members in deformation, in response to the input motion. Calculations are performed with reference to the yield-point, where secant stiffness is proportional to the flexural strength of reinforced concrete members. Derivation and use of the Retrofit Yield Spectra (RYS) refers to the seismic demand expressed either in terms of spectral acceleration, spectral displacement or interstory drift, at yield of the first storey. A reinforced concrete building that has been tested in full scale to a sequence of simulated earthquake excitations is used in the paper as a demonstration case study to examine the effectiveness of the proposed methodology.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.435-443
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• 2010

본 연구에서는 MR(Magneto-Reological)제어기가 설치된 단자유도 구조물의 응답을 예측하기 위하여 구조물의 운동방정식을 해석적으로 분석하고 주요변수를 파악하였다. MR제어기의 수치 모델로는 마찰 및 점성감쇠로 단순모델한 Bingham모델을 사용하였다. 자유진동과 조화진동일때의 응답감쇠를 결정짓는 주요변수가 각각 마찰력과 최대정적복원력의 비 $R_f$, 마찰력과 최대조화가진력의 비 $R_h$ 임을 파악하였다. 비선형 미분방정식을 등가의 선형 미분방정식으로 변환하기 위하여 마찰력에 의한 에너지 소산을 등가의 점성에너지로 치환하여 등가점성감쇠와 등가점성감쇠비를 유도하였다. 마지막으로 등가선형화과정을 검증하기 위하여 실제 지진에 대한 구조물의 응답을 비선형 미분방정식의 해와 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권5호
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• pp.396-404
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• 2015

무인기의 날개는 고고도 장기체류에 적합하도록 가로세로비가 크며, 비행 중 구조 대변형이 발생한다. 비행 중 날개 구조의 실시간 변형 상태 파악을 위해 변위-변형률 관계를 이용하여 비행체의 구조 건전성 및 관련 하중 상태 평가, 이상 진동 현상 발견 및 조종성 향상과 같은 영역에서 활용할 수 있다. 본 논문에서는 비행 중 변형이 발생하는 날개 구조물을 외팔보로 가정하여 구조 대변형을 보다 간편하게 예측하기 위한 변형률 기반의 비선형성을 고려한 변위 예측 알고리즘을 작성하였다. 변위 예측식은 외팔보의 다양한 끝단 변위 조건에서 이루어진 구조 실험과 유한요소 해석 결과의 비교를 통하여 검증하였다. 변형률은 스트레인 게이지로부터 취득한 값을 사용하였으며, 변형률을 이용하여 예측된 변위는 레이저 변위 센서로 측정한 변위와 잘 일치하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.83-91
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• 2009

비좌굴가새는 우수한 내진성능을 보이는 시스템이다. 그러나 비좌굴가새는 약진이나 바람과 같은 하중에 대하여 에너지를 소산시키지 못한다. 기존의 비좌굴가새의 풍저항 성능을 개선한 하이브리드 비좌굴가새(H-BRB)는 비좌굴가새와 점탄성댐퍼로 구성된 복합댐퍼시스템의 일종이다. 본 논문에서는 탄성영역에서 H-BRB의 구조성능을 확인하기 위하여 심재가 다른 두 개의 실험체에 대한 실험이 수행되었다. H-BRB 시스템에 대한 탄성영역에서의 거동메케니즘 검증을 위하여 주저항요소와 2차 저항요소의 축변형량과 에너지소산 능력을 비교하였다. 실험결과 댐퍼부에서 이면전단을 사용한 H-BRB는 우수한 구조성능을 보이며, 고층건물의 사용성 수준을 향상시키기 위하여 적용될 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.513-519
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• 2016

본 논문에서는 기존 파고 측정 센서의 한계를 극복하기 위하여 레이저 장비 중 LDV를 이용하여 동조액체기둥감쇠기 안의 액체의 파고를 측정하는 방법을 제안하고 검증하였다. 비접촉 센서의 장점과 LDV가 속도와 변위를 측정하는 원리를 기술하였고 대상 물체가 액체인 경우에 요구되는 사항들에 대하여 실험적으로 파악하였다. 투명한 액체는 레이저 광선을 대부분 투과시켜 LDV에 되돌아오는 광량이 부족해 측정이 불가능함을 확인하였고 이를 증가시키기 위해 염료를 혼합하였다. 이때, 염료의 색에 따라 광량에 차이가 발생함을 확인하여 LDV에 사용된 레이저 광선의 파장과 연관된 결과를 도출하였다. 염료를 혼합한 후 광량이 충분한 경우에도 발생하는 데이터의 오차를 제거하기 위해 염료의 농도를 변화시키며 그에 따른 데이터의 정확도를 파악하였다. 결과적으로 모든 가시광선의 빛을 반사시키는 흰색의 염료를 충분한 농도로 혼합하였을 때 LDV를 이용한 TLCD의 파고 측정의 실험적인 결과가 용량식 파고계와 일치함을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권2호
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• pp.227-248
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• 2015

A CFPBS (Cone-type Friction Pendulum Bearing System) was developed to control the acceleration delivered to a structure to prevent the damage and degradation of critical communication equipment during earthquakes. This study evaluated the isolation performance of the CFPBS by numerical analysis. The CFPBS was manufactured in the shape of a cone differenced with the existing FPS (Friction Pendulum System), and a pattern was engraved on the friction surface. The natural frequencies of the CFPBS were evaluated from a free-vibration test with a seismic isolator system consisting of 4 CFPBS. To confirm the earthquake-resistant performance, a numerical analysis program was prepared using the equation of the CFPBS induced from the equations of motion. The equation reported by Tsai for the rolling-type seismic isolation bearings was proposed to design the equation of the CFPBS. Artificial seismic waves that satisfy the maximum earthquake scale of the Korean Building Code-Structural (KBC-2005) were created and verified to review the earthquake-resistant performance of the CFPBS by numerical analysis. The superstructural mass of the CFPBS and the skew angle of friction surface were considered for numerical analysis with El Centro NS, Kobe NS and artificial seismic waves. The CFPBS isolation performance evaluation was based on the numerical analysis results, and comparative analysis was performed between the results from numerical analysis and simplified theoretical equation under the same conditions. The validity of numerical analysis was verified from the shaking table test.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.60-68
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• 2017

교량은 사회간접시설물의 핵심이 되는 도로의 주요 시설물이므로 공용기간 동안 안정성과 사용성이 확보될 수 있도록 건설되며, 교량의 안전성 확보를 위하여 현재 상태에서 건전성을 평가하는 것은 유지관리 업무에서 중요한 과제이다. 일반적으로 교량의 내하력 평가를 위해 차량재하시험을 통하여 횡분배율을 측정함으로써 교량의 중첩거동 및 대칭거동을 확인할 수 있다. 그러나 공용중인 교량의 횡분배율을 측정하기 위하여 정적재하시험을 수행하고 있으며 교통통제의 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 동적재하시험 및 상시진동시험에서 측정된 교량의 변위응답 데이터를 경험적 모드분해기법을 이용하여 정적 성분의 변위를 추출하였다. 추출된 정적 성분의 변위를 이용하여 횡분배율을 추정하였으며, 정적재하시험에서 측정된 횡분배율과 비교하였다.