다층구조물의 경우 변위보다 층간변위에 의해 구조물의 파괴가 발생되나 현행 국 내외 내진설계 규준에 제시된 역량스펙트럼 법에서는 변위에 의한 응답산정으로 층간변위를 정확히 예측할 수가 없었다. 따라서 본 논문에서는 다층구조물의 가장 기본적인 모델인 전단빌딩(Shear Building)에 대하여 기존의 역량해석법의 간편성과 장점을 변함없이 유지하면서, 구조물의 파괴에 직접적인 영향을 미치는 층간변위를 실제에 가깝게 예측하고 구조물의 내진성능을 평가할 수 있는 개선된 역량스펙트럼 법을 제안하고자 한다. 나아가 제안된 방법을 예제구조물에 적용하고 시간이력 해석결과와 비교함으로서 제안된 방법의 신뢰성에 대한 검증을 수행하였다.

노스리지 지진에 의해 손상을 받은4층 철근콘크리트조 골조건물을 대상으로 선형가진기 및 대용량의 편심가진기를 이용한 강제진동실험과 상시미진동 측정을 실시하였다. 미진동 가속도데이터 및 선형가진기에 의한 백색잡음 실험시의 가속도데이터로부터 구조물식별을 수행하여 7차모드까지의 고유진동수 및 모드감쇠비를 얻었다. 두대의 대용량 편심가진기를 사용하여 얻은 큰 진폭의 조화 진동하에서는 가속도데이터를 사용하여 각 방향 1차모드를 식별하였으며 변위계와 변형게이지를 이용하여 층간변위각, 기둥과 슬래브와 같은 구조부재의 곡률분포를 측정하였다. 각 경우 고유진동수는 진동의 크기가 클수록 낮아졌다. 즉, 편심가진기가력시 고유진동수는 상시미진동시에 비해 70{\sim}75%, 선형가진시가력시에 비해 92{\sim}93% 정도로 낮게 나타났다. 이러한 진동수의 감소폭은 지진에 의해 큰 손상을 받았던 건물의 남북방향에서 크게 나타났다.

Forced vibration testing is important for correlating the mathematical model of a structure with the realone and for evaluating the performance of the real structure. There exist various techniques available for evaluating the seismic performance using dynamic and static measurements. In this paper, full scale forced vibration tests simulating earthquake response are implemented by using a hybrid mass damper. The finite element(FE) model of the structure was analytically constructed using ANSYS and the model was updated using the results experimentally measured by the forced vibration test. System identification of real-scaled 5 story building structure which is located in UNISON INC. is conducted on the updated FE model.

This paper presents vibration control of a real-scaled five-story steel structure subjected to horizontal excitation using a semi-active magneto-rheological (MR) damper. A large-sized double-rod MR damper, which is applicable for vibration control of the real-scaled five-story structure, is designed and manufactured on the basis of the field-dependent Bingham model of the MR fluid. The damping force of the MR damper is experimentally evaluated with respect to the excitation frequency at various magnetic fields. After formulating the governing equation of motion for the five-story structure associated with the MR damper, displacement and acceleration responses of the structure are discussed under pseudo earthquake excitation in which a hybrid mass damper is designed to reproduce seismically excited structural responses. The controllers which require only structural response of the damper installed floor for calculating the input current of the MR damper are designed to effectively suppress unwanted structural vibrations

건물의 지진응답을 평가하기 위하여 비선형 푸시오버 해석을 수행한다. 구조물의 비탄성 지진응답을 정확히 예측하기 위해서는, 비선형해석에 사용되는 층하중분포가 구조물의 시간이력 지진응답 동안 실제로 발생되는 지진하중분포를 나타낼 수 있어야 한다. 본 연구에서는 건축물의 지진하중분포를 예측하기 위하여 새로운 모드조합법을 개발하였다. 개발된 모드조합법에서는 모드조합계수를 곱한 각 모드의 스펙트럼응답을 조합하여 다수의 지진하중분포를 예측한다. 모멘트 골조와 켄틸레버 벽체에 대한 변수연구를 수행하였다. 변수연구 결과를 토대로, 각 고유모드가 구조물의 지진응답에 미치는 영향을 나타내는 모드조합계수를 정의하였다. 다양한 정형 및 수직 비정형 구조물에 대하여 제안된 계수모드조합법을 적용하였다. 그 결과 제안된 모드조합법은 시간이력 응답 동안 구조물에 실제로 발생되는 지진하중분포를 정확히 예측할 수 있었다.

This paper presents a design process for viscoelastic dampers and a full-scale test of a 5-story steel structure with added viscoelastic dampers. The mechanical properties of viscoelastic dampers and the dynamic characteristics of the model structure were obtained from experiments, and the results were used in the design process. The additional damping ratios required to reduce the maximum response of the structure to a desired level were obtained first by the convex model. Then the size of dampers to realize the required damping ratio was determined using the modal strain energy method by observing the change in modal damping ratio due to the change in damper stiffness. The designed viscoelastic dampers were installed in the first and the second inter-stories of the model structure, and the system was excited by a hybrid mass driver located on the fifth floor. The experimental results indicated that after the dampers were installed the dynamic response of the full-scale model structure reduced as desired in the design process.

In this study, in order to investigate the effectiveness of tuned liquid damper (TLD) for the seismic performance enhancement of the existing reinforced concrete (RC) apartment structure which is not seismically designed, shaking table test was conducted for the small scale five story RC structure with TLD. TLD model was constructed to have the frequency tuned to the first modal frequency of the structure, 2% mass ratio of the first modal mass, and 0.08 liquid depth ratio. White noise with 0.2~5Hz frequency bandwidth and harmonic load tests were performed using the shaking table at Korea Institute of Machinery and Materials, and the displacement and absolute acceleration of each floor were measured. Test results indicate that more than 30% seismic responses reduction can be achieved using TLD for RC structure under white noise and harmonic load.

본 연구는 경주부근에서 일어난 3개의 지진 (1999년 4월 24일, 규모 3.3, 6개 관측소; 1999년 6월 2일, 규모 4.0, 14개 관측소; 1999년 9월 12일, 규모 3.2, 7개 관측소)으로부터 27개의 관측된 지반진동 자료를 이용하여 지진원 및 지진파감쇄특성 변수값을 분석하였다. 본 연구에서는 구하고자 하는 모든 값을 동시에 비선형적으로 분석하기 위해 LM (Levenberg -Marquardt) 역산방법을 적용하였고 전단파 에너지를 이용하였다. 3개지진의 평균 응력강하값은 약48-bar이고 본 연구에 이용된 모든 관측소 부지부근 지진파감쇄 {\kappa}값의 평균은 0.0312-sec로 분석되었다. 또한 광역 지진파감쇄값인 Qo 과 {\eta}값은 각각 417 및 0.83으로 분석되었다. 특히 지진파감쇄 {\kappa}값은 미국 동부지역 대푯값 보다 훨씬 크고 미국 서부지역 대푯값 보다 약간 작은 값을 보여주고 있어 관측소 부지증폭 특성에 대한 분석자료가 있으면 보다 의미있는 결과를 얻을 수 있다고 판단된다. 본 연구에서 분석된 지진원 및 지진파감쇄 특성 변수값들은 지배방정식의 차이 등으로 인해 기존의 연구결과와 일부 파라메타값에 있어서 다소 커다란 차이를 보여주고 있다.

본 연구에서는 지진하중을 받는 탄성구조물을 대상으로 층전단력 분포에 기초한 마찰감쇠기의 설계방법을 제시하였다. 먼저 마찰감쇠기의 슬립하중(slip-load)을 정규화하는 방법 별로 단자유도 시스템의 수치해석을 수행하고 비교하였다. 이를 통해 슬립하중과 가새 강성의 영향을 파악하였으며, 설치용 가새와 원구조물의 최적강성비를 찾았다. 다음으로는 다양한 고유주기와 층수를 갖는 구조물을 대상으로 수치해석을 통해 마찰감쇠기의 설치 층수와 위치의 결정방법 및 슬립하중의 분배 방법을 도출하였다. 이 과정에서 설치 층수가 포함된 성능지수를 사용하여 슬립하중의 총합으로부터 최적의 설치 층수를 도출하는 경험식을 제시하였다. 마지막으로 실제 지진하중을 사용한 수치해석을 통해 기존의 최적설계 방법과 비교하여 제안된 방법의 우수성을 입증하였다.

부재의 내력비, 강성비에 영향을 받는 다층 강구조 골조의 내진성능을 평가하기 위하여 내력비 및 강성비를 설계 파라메타로 하여 동적 비탄성 응답해석을 수행하였다. 해석 결과에 대한 분석을 통하여 내력비와 강성비의 변화폭이 큰 다층골조의 손상분포 예측식을 제안하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1) 보기둥 내력비 및 강성비가 작아질수록 1층의 기둥 주각부에서의 손상집중 현상이 크게 나타났다. 2) 보기둥 내력비 및 강성비를 고려하여 보붕괴형 강구조 다층골조의 손상분포를 예측할 수 있는 식을 제안하였으며, 예측식은 응답해석 결과와 좋은 대응을 보였다. 3) 본 연구에서 제안한 손상분포 예측식은 강접 및 반강접 보붕괴형 강구조 다층골조의 손상분포를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

In this study, a seismic design methodology for a friction damper based on the story shear force of an elastic building structure is proposed. First, using two normalization methods for the slip-load of a friction damper, numerical analyses of various single-degree-of-freedom systems are performed. From those analyses, the effect of the slip-load and brace stiffness was investigated and the optimal stiffness ratio of the brace versus original structure was found. Second, from the numerical analysis for five multi-story building structures with different natural frequency and the number of story, reasonable decision method for the total number of installation floor, location of installation and distribution of slip-loads are drawn. In addition, an empirical equation on the optimal number of installation floor is proposed. Finally, the superiority of the proposed method compared to the existing design method is verified from the numerical analysis.

이 연구는 야담집 소재 동물 퇴치담을 고찰해보기 위해 『청구야담(靑邱野談)』, 『어우야담(於于野談)』, 『천예록(天倪錄)』, 『동야휘집(東野彙輯)』, 『계서야담(溪西野談)』, 『기문총화(記聞叢話)』, 『동패락송(東稗洛誦)』, 『청야담수(靑野談藪)』, 『금계필담(錦溪筆談)』등의 야담집에서 퇴치담 작품 45편을 선택하여 동물 퇴치담의 특징과 사회적 의미를 연구한 것이다. 동물 퇴치담에서 주로 퇴치의 객체는 호랑이, 여우, 뱀, 수리, 멧돼지, 고양이가 등장한다. 퇴치의 주체나 방법 면에서 각각 다양한 양상을 보이고 있다. 동물 퇴치에 주로 이용되는 도구는 살촉없는 철적(鐵鏑), 주문, 불, 칼, 나무, 도술, 돌, 죽창(竹槍), 쇠뭉치 등이며, 주체는 주로 당시의 이름난 사람 또는 동물이다. 퇴치의 주체로 등장하는 인물은 정북창(鄭北窓), 정고옥(鄭古玉),서화담(徐花潭), 이복영(李復永), 이수기(李修己), 신현(申俔), 박명현(朴命賢), 이우(李堣), 박엽(朴曄), 이덕재(李德載), 강감찬(姜邯贊), 민창혁(閔昌爀) 등이며, 동물은 야학(野鶴), 맹수, 호랑이, 족제비, 뱀, 쥐, 해동청 등이다. 동물이 동물을 퇴치하는 경우는 일곱 작품이며, 38편은 사람에 의해 퇴치되는 경우이다. 이를 구체적으로 살펴보면, 호랑이를 퇴치하는 작품이 25편으로 가장 많은 비중을 차지하고 있으며, 뱀 퇴치가 13편, 여우 퇴치가 4편, 멧돼지 퇴치가 1편, 수리 퇴치가 1편, 고양이 퇴치가 1 편이 있다. 각 퇴치담에서 퇴치 객체는 퇴치의 주체가 되는 인간이나 동물에게 해가 되는 존재이며, 퇴치를 하지 않으면 안되는 존재로 등장한다. 대표적인 예로 호랑이 퇴치의 경우 호랑이는 인간에게 해를 끼치는 존재이다. 손자를 데려가거나, 처녀를 위협하거나, 아버지를 죽이는 존재가 호랑이 이다. 또한, 뱀은 인간에게 직·간접적으로 해를 가하는 존재로 등장한다. 뱀은 다산과 풍요의 상징으로서 익힌 알려진 동물이지만, 야담집에서 퇴치의 객체로 등장하는 뱀은 착취와 재앙의 상징으로 등장한다. 양어(養魚)를 하여 생계를 유지하는 백성에게는 뱀이 착취의 대상이 되며, 사람의 아들로 변신한 뱀은 한 집안의 장래를 위협하는 재앙의 대상이 된다. 고도에 홀로 남겨진 사람에게 뱀의 존재는 단순한 위협의 대상뿐만 아니라 생존을 위한 경쟁자이기도 한 것이다. 또한, 매의 새끼를 잡아먹는 뱀은 종족의 평안을 해치는 재앙의 존재이자 먹이사슬의 상위에 있는 존재이다. 여우를 퇴치하는 작품에서 퇴치의 객체가 되는 여우도 뱀과 유사하다. 온갖 신묘한 도술을 부리며 비범(非凡)한 사내의 정혈과 오장을 먹으며 생을 이어가는 구미호는 신(神)조차도 어찌할 수 없었던 존재로 재앙을 몰고 다니는 존재이다. 인간을 농락하기 위하여 화담의 집안에 인간으로 변신하여 인간을 농락한 여우는 천리(天理)를 어긴 존재로 역시 재앙의 존재인 것이다. 야담에 등장하는 퇴치 대상의 이러한 다양성은 악의 화신이라는 측면에서 공통점을 갖는다 하겠다. 악은 늘 퇴치의 대상이 되는 존재이며, 과거로부터 만인의 질시를 받는 대상이다. 야담에서도 이와 같은 악의 존재는 퇴치의 대상이 되며, 퇴치를 통해 백성들은 안녕을 추구하게 된다. 퇴치를 통해 얻어지는 결과는 작품마다 약간의 차이가 있으나, 재앙을 퇴치한다는 측면에서 동일하다. 전통적으로 고전문학 작품들이 추구해 온 권선징악의 사고방식은 야담에도 적용된 듯하다. 동물 퇴치담의 작품들이 재앙의 상징인 호랑이와 뱀과 여우 등을 퇴치한다는 측면에서 권선징악과 일치한다고 여겨진다. 권선징악은 단순히 선을 권면하고 악을 징치하는 데에만 그치는 것이 아니고, 사회 정의를 구현한다는 점과, 인간 존중 사상을 구현한다는 점에서 그 가치를 찾을 수 있다. 또한, 백성들의 가난과 병고, 재앙을 퇴치해 줌으로써 감히 벗어날 수 없는 가난과 병고를 벗어날 수 있는 계기가 되게 하는 것이 바로 퇴치이다. 호랑이·뱀·여우 등의 퇴치의 객체가 지니고 있는 상징적인 재앙의 퇴치가 궁극적으로 백성들의 삶을 평안하고 부유하게 만드는 계기가 되는 것이다. 백성들은 삶의 하루 하루를 버티는 것만으로도 충분히 힘들고 지쳤을 것이다. 곁에 재앙을 두고도 무기력하게 당해야만 했을 것이다. 그렇지만, 이러한 야담집 소재 동물 퇴치담을 보면서 백성들이 구제받고 있으며, 악은 반드시 징치된다는 명제에 간접적인 희열을 느꼈을 것이라 짐작할 수 있다. 백성들 사이에서 구전되며 기록문학으로 정착된 야담은 이미 백성들에게 많은 희열과 희망을 가질 수 있게 했다. 야담집 소재 동물 퇴치담은 단순히 흥미만을 위한 작품은 아니었다. 당시의 사회상을 조금이나마 엿볼 수 있는 계기가 되며, 흥미롭게 전개되는 이야기는 연구의 가치를 높여 준다. 학생의 재능과 흥미를 고려한 교육과정이 운영되고 있는 지금의 현실을 돌아보건대, 야담집 소재 작품들은 학생들에게 충분히 흥미를 자극하고, 우리나라 고전문학의 우수성을 알리고, 건전한 가치관을 함양하는 데 좋은 자료가 될 수 있을 것이라 생각한다.

본 논문은 축소 3층 건물의 최상층에 능동질량형 제어장치를 설치한 시스템에 관한 식별실향분석이다. OKID기법을 적용하여 진동대 및 제어장치의 가진 입력과 건물 및 제어장치의 응답인 출력관계를 분석하여 수학모델을 구하였다. 제어장치가 설치된 건물에 관한 입력은 진동대에 의한 지반가속도와 제어장치 모터의 구동신호이다 그리고 출력은 건물 각층과 제어장치의 가속도이다. 입출력 관계로 구하여진 수학모델을 바탕으로 제어장치의 최적설계를 수행하였으며 수치해석과 실험결과를 비교한바 서로 일치함을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 단순화 다자유도 모델링 방법을 이용하여 유연한 지붕을 갖는 l/2 축소 단층 보강조적조 건물의 지진 거동을 분석하였다. 선형 및 비선형 해석에 의한 결과들은 l/2 축소모형 단층 건물의 진동대 실험결과와 비교ㆍ분석되었다. 정확한 면내 및 면외 강성과 강도를 산정할 적절한 방법이 없기 때문에 구조모델 보정방법을 적용하여 반복적인 비교 분석 과정에서 각 부재의 강성과 강도변화에 따른 민감도를 평가하였다. 보정된 구조물의 특성을 사용하여 구조 재해석을 수행하였으며, 지붕구조물의 유연성이 전체 건물의 동적 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 유연한 지붕은 전단벽의 면외 강성과 강도에 많은 영향을 미치게 되며, 강체 지붕과는 확연히 구분되는 동적 거동을 보여주었다.

최근 우리나라의 대도시에서는 주거와 상업기능을 동시에 갖는 복합용도의 건축물이 많이 건설되고 있는데, 이러한 건물은 대부분 하부골조에서 연층, 약층 또는 비틀림 비정형을 띠게 된다. 본 논문의 목적은 이러한 건물의 지진응답을 실험을 통해 관찰하는 것으로서 1:12 축소모델의 진동대 실험을 통해 다음과 같은 결론에 이르렀다. 1) 구조물의 불확실성으로 인한 우발비틀림을 예측하는 것은 정적해석에 의한 방법보다 동적해석에 의한 방법이 더 타당하였다. 2) 횡운동과 비틀림운동이 연관되어 있을 때, 전도모멘트는 지진방향 뿐만 아니라 지진방향에 수직인 방향으로도 상당부분 작용하였으며, 일반적인 해석프로그램에서 수행하는 모드해석법으로는 이와 같은 거동을 예측하기에 부적절하였다. 3) 모드형상과 BST 다이아그램을 통해 대상구조물과 같은 건물의 주요 진동모드와 파괴양상을 쉽게 예측할 수 있었다.

본 논문에서는 유연한 철제와 목조 지붕구조체를 가진 1/2 축소 전단벽 건물의 진동대 실험결과를 이용한 성공적인 구조물의 재해석과 선형ㆍ비선형 동적특성을 연구하기 위한 해석모델링 방법에 대해서 연구하였다. 대상 건물은 유연한 지붕구조체와 4개의 보강조적조 전단벽으로 구성되어 있다. 유연한 지붕구조체의 동적특성 때문에 다자유도 모델을 사용하였으며, 다수의 선형 및 비선형 동적해석을 실행하기 위하여 구조물의 자유도를 단순화하였다. 각각의 구조부재의 이력특성과 재료특성 그리고 동적해석을 수행하기 위한 주요 구조변수의 적절한 설정 방법에 대하여 고찰하였다.

Frame is one of the most commonly used structural systems for the resistance of applied loads. Many researchers have recently conducted their studies to investigate the effect of several parameters such as the connection flexibility, boundary condition of each support, beam-to-column stiffness ratio. These parameters play important roles on the characteristic behavior of frames. A simplified spring model is proposed to obtain the story drifts of frames with various beam-to-column connection stiffnesses in this research. A point bracing system with adequate spring stiffness is also suggested to establish the relationship between the applied load and the resisting translational spring stiffness within the limit state of story drift.

비선형 정적해석 및 에너지를 이용한 설계방법에서는 구조물을 등가의 단자유도계로 치환하여 해석하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 지진하중에 의한 3층, 8층, 20층 철골 모멘트저항골조(MRF), 비좌굴 가새골조(BRBF)와 힌지접합 비좌굴 가새골조 (DTBF) 구조물의 에너지 요구량을 등가 단자유도계 시스템(ESDOF)의 에너지 요구량과 비교하여 등가단자유도계로 치환하는 방법의 타당성을 검토하였다 입력에너지와 이력에너지를 산정하기 위하여 연암 지반, 연약한 토사, 단층 근처의 지반에서 계측된 60개의 지진을 사용하였으며, 모드 질량계수가 0.8보다 작은 경우 ESDOF로 변환할 때 고차모드의 효과를 고려하였다. 연구결과에 따르면 3층과 8층 MRF와 DTBF에서의 이력에너지와 입력에너지는 ESDOF의 해석결과와 비교적 잘 일치하였다. 그러나 20층 BRBF에서는 ESDOF의 결과가 본 구조물의 결과를 과소평가하는 것으로 나타났다.