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유한요소해석을 통한 쌍타원형 가새골조의 특성평가 KCI 등재

Characteristics Evaluation of Twin Elliptical Braced Frames using Finite Element Analysis

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/438277
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

대한민국에 인접한 일본은 2024년 8월 규슈의 미야자키현에서 규모 7.1에 달하는 지진이 발생하고 일본 정부에서 ‘거대 지 진 주의보’를 발령할 만큼 많은 지진이 일어나고 있다. 이와 같이 지진에 대한 대비책으로 많은 내진설계가 대두되고 있지만 고층 구 조가 다량 분포한 대한민국에서는 제진구조가 내진설계에 적합하다. 따라서 본 연구에서는 편심가새골조에 아치구조를 대입한 쌍타원 형 가새를 제안한다. 쌍타원형 가새는 구조물을 연성구조로 최적화하며 아치구조가 적용되어 가새의 파단도 줄일 수 있을 것으로 기대 된다. 이에 대한 특성을 평가하기 위해 유한요소해석을 수행하였으며 아치를 형성하는 타원의 이심률을 변수로 두어 11가지 종류의 쌍 타원형 가새를 모델링하였다. 이후 힘-변위그래프, 최대하중, 에너지소산과 같은 결과를 도출하여 쌍타원형 가새의 특성을 평가하였다. 이를 통해 쌍타원형 가새가 적용되는 빔의 안정성을 고려하고 적용하면 구조물을 안전하게 지진으로부터 보호할 수 있을 것으로 기대 되었다.

Japan, adjacent to South Korea, has experienced numerous earthquakes, including a magnitude 7.1 earthquake in Miyazaki Prefecture, Kyushu, in August 2024. In response, the Japanese government issued a “large earthquake warning.” Consequently, various seismic designs have emerged as countermeasures against earthquakes. In South Korea, where there exist many high-rise structures, seismic control structures are particularly suitable for seismic design applications. This study proposes a twin-elliptical brace, which incorporates an arch structure into an eccentric braced frame. The twin-elliptical brace is designed to optimize the structure as a ductile system, with the incorporation of the arch structure anticipated to reduce brace failures. To evaluate its characteristics, finite element analysis was conducted, modeling 11 types of twin-elliptical braces by varying the eccentricity of the ellipses forming the arch. The characteristics of the twin-elliptical braces were then assessed through derived results, including force-displacement graphs, maximum loads, and energy dissipation metrics. It is anticipated that by accounting for and applying the stability of beams to which the twin-elliptical brace is applied, the structure can be effectively protected from earthquakes.

목차
Abstract
1. 서 론
2. 본 론
    2.1 쌍타원형 가새골조의 특성
    2.2 쌍타원형 가새골조의 설계
    2.3 쌍타원형 가새골조의 유한요소해석
    2.4 쌍타원형 가새골조의 거동특성 평가
3. 결 론
감사의 글
REFERENCES
국문초록
저자
  • 이헌우(인천대학교 건설환경공학과 박사과정) | Lee Heon Woo (Ph.D. Candidate, Department of Civil and Environment Engineering, Incheon National University, Incheon, Korea)
  • 라비아 아시프(인천대학교 건설환경공학과 박사과정) | Rabea Asif (Ph.D. Candidate, Department of Civil and Environment Engineering, Incheon National University, Incheon, Korea)
  • 허종완(인천대학교 도시환경공학부 정교수) | Hu Jong Wan (Professor, Department of Civil and Environment Engineering, Incheon National University, Incheon, Korea) Corresponding author