This study proposes an RCS composite damping device that can achieve seismic reinforcement of existing buildings by dissipating energy by inelastic deformation. A series of experiments assessing the performances of the rubber core pad, hysteretic steel slit damping device, and hybrid RCS damping device were conducted. The results showed that the ratios of the deviations to the mean values satisfied the domestic damping-device conformity condition for the load at maximum device displacement in each direction, at the maximum force and minimum force at zero displacement, as well as the hysteresis curve area. In addition, three analysis models based on load-displacement characteristics were proposed for application to seismic reinforcement design. In addition, the validity of the three proposed models was confirmed, as they simulated the experimental results well. Meanwhile, as the shear deformation of the rubber-core pad increased, the hysteretic behavior of super-elasticity greatly increased the horizontal force of the damping device. Therefore, limiting the allowable displacement during design is deemed to be necessary.

In order to develop the compatible damping device in various vibration source, a hybrid wall-type damper combining slit and friction damper in parallel was developed. Cyclic loading tests and two-story RC reinforced frame tests were performed for structural performance verification. As a result of the 5-cyclic loading test according to KBC-2016 and low displacement cyclic fatigue test, The hybrid wall type damper increased its strength and the ductility was the same as that of the slit damper. In addition, As a result of the two-layer frame test, the reinforced frame had about twice the strength of the unreinforced frame, and the story drift ratio was satisfied to Life Safety Level.

최근 들어 우리나라에서도 설치와 유지관리가 용이하며 경제성이 뛰어난 강재이력형 감쇠장치를 적용하여 내진성능을 확 보하고자 하는 건물들이 다수 건설되고 있다. 하지만 이러한 강재이력형 감쇠장치가 철근콘크리트 건물에 적용되는 경우 감쇠장치를 설치하기 위한 연결구조물은 전체적인 시스템을 복잡하게 만들어 감쇠장치의 신뢰도를 저하시키는 요소가 되기도 한다. 이에 본 연구 에서는 기존연구에서 개발된 카고메 감쇠장치를 대상으로 별도의 연결구조 없이 철근콘크리트 지지구조물에 감쇠장치를 직접 매립할 수 있는 시스템을 제안하고자 하며, 매립길이에 따른 내진거동을 확인하여 동 시스템의 정립을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 실험 결과, 1.0ld 매립길이 실험체의 경우 카고메 감쇠장치 매립부분에서 콘 파괴와 유사한 형태의 뽑힘이 발생하였다. 반면, 2.0ld 매립길이를 확보 한 실험체는 실험 종료 시까지 뽑힘 및 콘 파괴 없이 안정적인 이력거동을 나타내었고 1.0ld 매립길이 대비 2.0ld 매립길이가 약 1.3배의 향상된 에너지소산능력을 나타내었다. 본 연구에서 제안하는 시스템을 적용할 경우, 기존 설치방법 변경에 따른 기타 철물 제작 비용을 줄일 수 있으 며, 시공 시에도 부수적인 철물 시공을 줄여 공기를 단축할 수 있다.

In this study a hybrid energy dissipation device is developed by combining a steel slit damper and linear-slot friction dampers to be used for seismic retrofit of structures. The hybrid damper has an advantage in that friction dampers are activated for small earthquakes or strong wind while slit damper remains elastic, and both friction and slit dampers work simultaneously for strong earthquakes. Cyclic loading tests of the linear-slot friction, slit, and the combined hybrid dampers are carried out to evaluate their seismic energy dissipation capability.

본 논문에서는 효과적인 제진설계를 구현하기 위한 설계기술 개발의 일환으로 최근 제안된 Exo-type 감쇠시스템을 활용하여 15층과 20층의 연구 대상 건물을 대상으로 감쇠시스템의 최적 강성비와 적용된 감쇠장치의 최적 항복비에 따른 철근콘크리트 라멘조 건물의 제진 효과를 검토해 보았다. 해석결과, Exo-type 감쇠시스템을 3개층 적용 시에는 대상 건물 15층과 20층 모두 밑면전단력과 최상층 최대응답변위 감소라는 관점에서 유효한 제진효과를 얻기 위해서는 Exo-type 감쇠시스템과 대상 건물의 강성비는 7.0 이상 확보를 하여야 하며, 감쇠시스템에 적용된 감쇠장치의 항복비는 대상 건물의 층전단력의 약 8.0% 이상 확보할 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한, Exo-type 감쇠시스템을 5개층 적용 시에는 대상 건물 15층과 20층 모두 Exo-type 감쇠시스템과 대상 건물의 강성비는 2.5 이상 확보 하여야 하며, 감쇠시스템에 적용된 감쇠장치의 대상 건물의 층전단력의 약 3.5%이상 확보할 필요가 있는 것으로 나타났다.

최근 도심지에 건설되는 철도역사, 선로구조물 등 철도시설물의 경우 소음 및 진동 저감 설계의 중요성이 더욱 커지고 있다. 이 논문에서는 최근 개발된 수직형 면진장치의 동적성능 검증을 위한 시험 결과를 제시하였다. 수직형 면진장치는 열차 운행으로 인한 진동이 직접적으로 전달되는 선하역사 등 철도시설물의 진동 저감에 효과적으로 적용될 수 있으나, 수평형에 비하여 개발이 미진한 상황이다. 동적성능 검증은 개발된 수직형 면진장치의 시제품을 적용한 콘크리트구조물에 대한 진동대시험을 통하여 수행되었다. 시험에 적용된 지진파는 사인파, 인공지진파 및 실측지진파이며, 시험 결과 개발된 면진장치는 상당한 진동저감 효과가 있음이 나타났다.