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.