본 논문에서는 패시브 진돈제어시스템을 설치한 실대물 K형 철골브레이스 골조의 실험결과를 다루었다. 패시브 진동제어시스템은 점탄성물질을 이용하여 새롭게 개발된 댐퍼를 사용하였다. 이 실험모델의 진동제어 효율성을 확인하고 철골조 브레이싱의 진동반응특성을 조사하기 위하여 일련의 실험을 행하였다. 자유진동실험결과 댐퍼를 설치시 설치하지 않은 경우와 비교하여 3배정도의 진동제어능력을 나타냈다. 점탄성물질 난류댐퍼의 효율성은 진동실험에 의하여 확인되었다.

본 연구에서는 위의 어려움을 해결하기 위해, 스마트 수동제어 시스템을 제안하였다. 스마트 수동제어 시스템은 MR댐퍼와 EMI시스템으로 구성되며, EMI시스템은 영구자석과 솔레노이드 코일로 이루어진다. EMI시스템은 MR댐퍼의 왕복운동에너지를 전기에너지로 변환하므로, 스마트 수동제어 시스템은 외부 전원 없이 외부하중에 따라 댐퍼의 점성을 바꾸는 적응성을 갖는다. 따라서 간단하고 효율적인 장치로써, 대형토목구조물에 적용 가능하다. 이의 확인을 위해 예제를 통한 수치해석을 수행하였으며, 스마트 수동제어 시스템이 강진에 대해서는 기존의 반능동 제어 MR댐퍼 시스템 보다 우수한 성능을 보인다.

최근 구조물 진동제어 연구분야에서는 반능동형 진동제어(제진)장치어 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 반능동형 제진장치는 수동형의 장점인 신뢰성과 경제성 및 능동형의 장점인 적용성(순응성)을 얻을 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 반능동형 제진장치의 일종으로 2톤급 반능동형 오리피스 유체댐퍼를 설계ㆍ제작하여 구조물의 적용을 통해 성능을 검증하였다. 수동형 오리피스 유체댐퍼에 2단 솔레노이드 밸브를 설치하여 반능동형을 구현하였다. 단독 성능시험을 통해 동특성을 파악하고, 시험용 철골구조물 적용시험을 통해 외부하중을 받는 구조물의 진동제어용 장치로서의 가능성을 확인하였다.

본 연구에서는 구조가 간단하고 경제적이며, 보수유지 면에서 능동형 진동제어 장치로서 매우 유리한 장점을 가지고 있는 선형모터 댐퍼(LMD : linear motor damper)를 개발하여 유니슨 기술연구소에 설치된 대형 철골구조물에 적용하였다. 개발된 LMD는 1,500kg의 가동질량을 갖고 있으며, 최대 \pm250mm의 변위로 움직일 수 있다. 제어 대상 시험구조물의 최저차 2개 진동형만을 가지는 축소모델을 사용하여 H_{\infty} 제어로직을 설계하였다. 일련의 성능 검증시험을 통해 시험 구조물의 1, 2차 진동형에 대해 가속도 레벨이 약 l0dB 감소함을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 LMD가 풍 및 지진하중을 받는 구조물의 진동제어용 제진장치로서 가능성이 있음을 확인하였다.

This thesis investigates vibration response characteristics of building frames in which dampers are installed. The frames belong to passively vibration-controlled. Structures which utilizes energy dissipation of mechanical dampers provided in the structure. In this thesis, a turbulent flow damper sealed by visco-elastic material was dealt with as the device of passive vibration control. To investigate the resisting force characteristics of the damper, harmonic vibratration tests were carried out. Based on the test results, a theoretical model of the damper resistance was presented and a method of identifying the model parameters was proposed. Shaking table tests of the frame with and without the dampers were carried out and the effectiveness of the damper was examined. The response of the frame with the dampers was reduced to 1/2 or 1/3 of the cases without the damper.

본 논문에서는 미국토목학회(ASCE)의 사장교에 대한 첫번째 벤치마크 문제를 이용하여 제어-구조물 상호작용을 고려한 새로운 반능동제어 기법을 제안하였다. 이 벤치마크 문제에서는 2003년 완공 예정으로 미국 Missouri주에 건설 중인 Cape Girardeau 교를 대상 구조물로 고려하였다. Cape Girardeau 교는 New Madrid 지진구역에 위치하고, Mississippi 강을 횡단하는 주요 교량이라는 점 때문에 설계단계에서부터 내진 문제를 중요하게 고려하였다. 본 연구에서는 MR 유체 감쇠기를 제어 장치로 제안하였고, clipped-optimal 알고리듬을 제어 알고리듬으로 사용하였다. 또한, 대용량 MR 유체 감쇠기 실험 결과를 이용하여, Bingham 모델, Bouc-Wen 모델, 수정된 Bouc-HWen 모델과 같이 수치해석에 이용할 수 있는 다양한 동적 모델을 개발하였다. MR 유체 감쇠기는 제어가능한 에너지 소산장치이며 구조물에 에너지를 가하지 않기 때문에 제안된 제어기법은 한정입출력 안정성이 보장된다. 수치해석을 통해, MR 유체 감쇠기를 이용한 반능동제어 기법이 사장교의 응답 감소에 효과적인 방법임을 증명하였다

본 논문에서는 지점근처에 납-전단 댐퍼(LSD)가 설치된 케이블의 동적 거동에 대해 다루었다. 이러한 동적 거동에 대한 파악은 케이블의 진동 감소 목적으로 댐퍼를 설계하는 경우 중요한 절차중 하나이다. 납-전단 댐퍼와 같은 이력형 댐퍼의 실제 이력곡선에 기초하여 본 연구에서는 납-전단 댐퍼의 이력곡선을 완전 탄소성으로 가정하였다. 납-전단 댐퍼의 역학적 모델은 등가 켈빈 모델을 사용하였으며 케이블의 새그 효과를 고려하였다. 납- 전단 댐퍼의 용량이라고 할 수 있는 항복력을 설계변수로 선택하고 케이블에 최적의 감쇠효과를 부여하는 동적학적 관계에 대해 연구하였다. 또한 댐퍼가 케이블에 설치되는 지점과 케이블의 장력에 대한 댐퍼의 감쇠효과에 대해서도 연구하였다. 매개변수 해석결과 케이블의 기하학적 형상 및 댐퍼의 설치조건에 따라 납-전단 댐퍼가 케이블에 부가하는 감쇠의 크기가 변함을 알 수 있었으며, 이때 최대의 감쇠성능을 발휘하는 최적 항복력이 존재하는 것을 알았다.

록킹 거동은 구조체가 수평력을 받을 때, 수직 중심을 기준으로 좌우로 회전하는 거동을 의미한다. 본 연구에서는 최신의 연구 동향을 개념으로 하여 강체 좌우에 댐퍼를 설치하여 에너지를 소산시키는 방법을 고안하였다. 강재 댐퍼는 SS275 강종을 사용하였으며, 두께 12mm, 폭 30mm, 높이 140mm인 S형 스트럿을 가지는 형상을 사용하였다. 실험은 변위를 점진적으로 증가시키면서 진행하였다. 향후 댐퍼 스트럿 형상 및 스트럿 높이를 변수로 한 성능실험 결과를 발표할 예정이다.

이 연구에서는 반복하중을 받는 ㄷ자형 강재 댐퍼의 거동을 평가 한다. 연구에 사용된 강재 항복형 댐퍼는 에너지소산부와 긴결부로 구성된다. 에너지소산부의 단면 크기는 15×20mm이며 폭은 120mm, 높이는 90mm이다. 제조가 간편한 ㄷ자 형태를 가지는 강재 댐퍼는 지진하중을 모사할 수 있는 실험기기에 장착되어 반복하중을 받도록 하였다. 목표변위까지 총 5회의 반복하중 실험을 수행한 결과, 강재의 항복 이후 에너지소산능력이 뛰어난 연성적인 거동을 보였을 뿐만 아니라 반복하중을 수행하는 동안 강도의 저하를 보이지 않음을 확인할 수 있었다.

본 연구는 구조물의 내진보강을 위하여 사용되는 제진장치의 일종인 마찰댐퍼의 개발에 관한 것으로 기존의 마찰댐퍼의 마찰재로 적용되고 있는 고무, 금속 등의 재료를 초고분자 복합재로로 대체하여 작은 진동 및 큰 진동에도 대응할 수 있는 속도의존형 마찰댐퍼를 개발하였다. 이를 실험적으로 검증하기 위하여 5, 25, 50, 100, 150mm/sec의 속도변화에 따른 마찰댐퍼의 마찰력과 마찰계수의 변화를 관찰하였다. 실험결과 속도변화에 따라 마찰댐퍼의 성능과 마찰계수가 변화하는 것을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 비내진상세를 가지는 중⦁저층 R/C 건물의 1층 골조를 제작하여 무보강 실험체에 대한 구조실험을 실시하였다. 실험결과 실험체는 부재각 1.33%에서 전단파괴를 나타내어, 비내진상세를 가지는 R/C 건물의 내진성능에 관한 중요한 자료를 획득하였다. 본 연구에서는 간주형 좌굴방지 강재 슬릿댐퍼 시스템을 개발하였으며 내진보강효과를 검증하기 위하여 구조실험에 선행하여 상기 국내 비내진상세 RC 골조 실험결과를 기반으로 비선형해석을 실시하였다.

수직거동 마찰댐퍼 시스템의 내진보강공법의 유효성을 판단하기 위해 제진장치의 반복가력실험과 1980년대 비내진 상세를 가지는 R/C건축물을 대상으로 하는 실물 2층 골조를 제작하여 유사동적실험을 실시하였다. 실험결과 수직거동 마찰댐퍼 시스템으로 보강된 실험체는 동일 가속도(200 gal)에서 기준 실험체 대비 최대하중은 약 1.6배 증가하였고, 응답변위는 0.4배로 저감되어 본 연구에서 개발된 수직거동 마찰댐퍼 내진보강공법의 유효성이 검증되었다.

본 연구에서는 벽체의 록킹 거동을 고려한 내진보강 기법을 개발하였다. 록킹 거동은 벽체 수직 축을 중심으로 좌우로 회전하는 것으로, 개발 시스템은 변위 큰 부분에 댐퍼 등을 설치하여 에너지를 소산 시키는 방법이다. 댐퍼는 강재댐퍼를 사용하였으며, 스트럿 형상 및 높이를 변수로 선정하였다. 실험결과 스트럿 높이가 짧을수록 강도 능력이, 길수록 변형능력이 우수한 것으로 평가되었다. I형과 S형 스트럿 능력을 평가한 결과, S형이 우수한 내진 성능을 보유한 것으로 평가되었다.

Thermal power generation was a very important power source in Korea. Therefore improvement of seismic reliability of the thermal power plants is required, because occurrence of very large earthquakes is expected in Korea. Especially, after the earthquake in Gyeong-ju and Po-hang, seismic waves are recognized as a new problem in Korea. In this study, numerical analysis was carried out in order to investigate behavior of the boiler structure in the thermal power plant under earthquakes. The effect of the developed hybrid damper is analytically confirmed.

Coal-fired thermal power generation was a very important power source in Korea. Therefore improvement of seismic reliability of the coal-fired thermal power plants is required, because occurrence of very large earthquakes is expected in Korea. Boilers of coal-fired power plants are usually suspended from the upper end of support structures in order to allow thermal expansion of the boilers, so boilers easily sway during earthquakes. In order to suppress the vibration, stoppers made of steel are generally installed between boilers and their support structures. Although stoppers made of steel are effective for vibration suppression, further countermeasure for earthquakes having long duration and many after shocks is required. This study has developed a hybrid damper for vibration and seismic control of coal-fired power plant boiler. The hybrid damper consists of an oil damper and a friction damper connected in series.

Recently many investigations have been conducted to evaluate and analyze the seismic response of structures equipped different types of damper. Viscous dampers are known as effective energy dissipation devices improving structural response to earthquakes. The damping force developed by the viscous damper depends on internal structural system and the physical properties of the fluid used in the device. This study has developed a viscous damper for vibration and seismic control of structures. In order to verify the performance of a viscous damper, experimental tests were performed.

Friction dampers are categorized as displacement-dependent energy dissipation devices, because their damper force is independent from frequency and velocity. They have found large practical application in seismic retrofitting of existing structures due to their low cost and simple installation. A typical friction damper consists of series of steel plates tighten together with high durability steel bolts in order to achieve more reliable friction through the interfaces. This study developed a multi-friction damper by laminating friction materials. In order to verify the performance of the multi-friction dampers, experimental tests were performed.

In this study, it evaluate the hysteretic behavior of I type strut steel damper with newly designed locking behavior test system based on the results of previous research. The maximum deformation was reached at a horizontal load of 270 kN and a displacement of 25 mm, and the experiment was terminated. The damper installed on the left and right of the panel was also failed. In the future, a performance experiment is being conducted using the strut aspect ratio as a variable.

In this paper, a hydraulic damper was developed to protect the storage racks from earthquakes and the seismic performance of the storage racks was improved by applying the developed damper. In order to achieve these goals, the control capacity for the safety of the storage racks was determined, and a hydraulic damper satisfying the control capacity was designed and manufactured. In addition, the location of the hydraulic damper was determined through simulation. Finally, the shaking table test was carried out. As a result, the seismic performance improvement of the storage racks using the hydraulic damper was confirmed.