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Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea KCI 등재 한국지진공학회논문집
- 발행기관 한국지진공학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1226-525x (Print)2234-1099 (Online)
- 수록기간 1997 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 531DDC 624
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제5권 제1호 (통권 제17호) (2001년 2월) 10건
1.
2001.02
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P파와 SV파와 입사할 때 비균질 퇴적층에서의 지진응답을 유한요소법과 경계여소법을 조합하여 해석하였다. 유한요소법을 사용하여 불규칙한 기하형상과 비균질 재료 특성을 모델링하였고, 경계요소법을 사용하여 인위적인 경계로부터 불필요한 파의 반사를 없앨수 있게 반무한 영역을 모델링하였다. 경계요소의 기본해는 반무한 영역문제에서 반드시 고려해야하는 방사조건을 자동적으로 만족시킨다. 따라서 외부영역과 내부영역의 접촉면에서 표면력의 평행조건과 변위의 연속조건을 사용하여 P파와 SV파에 의한 지진응답을 해석하였다.
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2.
2001.02
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본 노문은 임의형상의 퇴적층을 갖는 반부한 영역내에서 SH하가 경사지게 입사할 때의 지진응답을 연구하였다. 그리고 비균질 퇴적층인 반무한 영역에서 파의 증폭을 다루었다. 사용한 수치해석 방법으로는 유한요소법과 경계요소법을 결합하여 수치해석하였다. 반무한 영역에서 자유장 응답과 정해를 비교 분석한 결과 잘 일치하여 검증되었다. 불규칙한 형상의 비균질 퇴적층을 갖는 부지에서의 지진응답 해석은 본 연구에서 개발한 수치해석 방법으로 가능하다. 따라서 임의 층상구조를 갖는 연약층에서의 SH파 증폭과 임의 각도와 입사하는 SH파에 대한 지진응답을 해석하였다.
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3.
2001.02
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본 연구에서는 진동제어를 목적으로 강성이 비대칭적으로 분포된 구조물에 점탄성 감쇠기를 설치할 경우 비틀림 응답을 줄이기 위한 감쇠기의 효과적인 배치방법에 관하여 연구하였다. 비대칭 구조물의 응답에 미치는 점탄성 감쇠기의 효과를 알아보기 위하여 비대칭 비비례감쇠시스템의 특성방정식을 유도하고, 고유치해석을 통해 감쇠기가 설치된 비틀림 건물의 거동특성을 파악하였다. 이를 바탕으로 강성 편심 및 진동수비에 따른 최적 감쇠 편심을 찾아 이를 3차원 그래프로 나타내었다. 이를 이용하여 비대칭건물에 감쇠기를 설치했을 때 같은 양의 감쇠기를 대칭으로 설치하였을 때 보다 그 효과가 더욱 향상되는 것으로 나타났다. 또한 비대칭 건물의 비틀림제어면에서 점탄성 감쇠기가 점점 감쇠기보다 우수한 것으로 나타났다.
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4.
2001.02
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주차장, 버스터미널, 스타디움, 집회공간과 같은 낮은 고유진동수를 갖는 장경간 건축물에서는 저속 차량의 이동하중이나 보행자의 보행하중과 같은 동적하중에 의해 과도한 바닥판 진동이 발생할 수 있으며 이러한 진동은 건축물의 이용자에게 불쾌감을 일으켜 건축물의 사용성에 심각한 영향을 주게된다. 구조물에 가해지는 보행하중의 일반적인 적용방법은 분할된 요소의 절점을 따라 절점하중으로 가하는 것이다. 그러나 이러한 해석모델은 보행하중을 절점에만 가해야하는 제한적인 문제점을 가지고 있어 보폭 수만큼 절점을 생성시켜야 하며 보폭이 변하거나 절점이외에 하중이 작용할 경우 해석모델을 수정해야하는 번거로움이 있다. 본 연구에서는 보행하중에 대한 계측과 분석을 통하여 보행하중의 동적특성을 분석하였으며 계측한 보행하중을 예제구조물에 적용하였다. 그리고 보행하중에 의한 구조물 진동의 효율적인 해석을 위하여 구조물에 가해지는 보행하중을 등가의 절점하중으로 치환하는 방법을 제안하였으며 제안된 등가절점 하중의 타당성을 검증하기 위하여 예제구조물의 진동해석을 수행하였다.
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5.
2001.02
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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.
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6.
2001.02
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면진기술은 주로 저층 구조물의 내진설계에서 적용되는 방법으로 건물과 기초사이에 면진장치를 설치하여 상부로 전달되는 지진하중을 효과적으로 감소시킨다. 그러나 이 방법은 중.고층 구조물에 그대로 적용하기에는 여러 가지 기술적 문제가 따르므로, 구보물의 중간층 일부를 분리시켜 상부로 전달되는 지진력을 감소시킬 수 있을 것이다. 본 노문에서는 저층 뿐만 아니라, 중.고층 정형구조물의 주상복합건물과 같은 비정형 구조물에 대하여 구조물의 중간층 일부를 비선형 면진장치로 면진시키고 그 효과를 분석하였다. 이러한 중간층 면진 구조물의 경우, 고정기초 구조물에 비하여 적은 층간변위나 층전단력이 발생하였으며, 특히 주상복합건물에서 상당한 효과를 볼 수 있었다.
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7.
2001.02
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에너지 소산장치가 설치된 건무의 비선형 시간이력해석은 복잡하고 많은 시간이 소모된다. 본 연구에서는 비선형 정적해석법인 능력 스펙트럼을 이용하여 구조물의 주어긴 거동 한계를 만족할 수 있는 감쇠기의 양을 산정하는 방법에 관하여 연구하였다. 먼저 능력스펙트럼법을 이용하여 건물의 비선형 정적응답을 구하고 건물의 응답과 목표변위의 차이를 이용하여 유효감쇠비를 구하고 이러한 유효 감쇠비를 이용하여 필용한 점성 감쇠기의 양을 구하였다. 본 연구에서는 단자 유도계에서 건물의 주기, 요구되는 탄성강도에 대한 항복강도의 비, 항복 후 강성비 등을 변수로 하여 연구를 수행하였다. 제안된 방법에 따라 설계된 점성 감쇠기를 설치한 예제 구조물의 시간이력 해석에 의한 최대 응답은 설계의 초기단계에서 사용한 목표변위와 잘 일치하였다.
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8.
2001.02
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구조물이 과동한 기진력을 받을 때에 구조물의 진동 제어를 위하여 적응형 뱅뱅 제어 알고리듬이 저자들에 의해서 제안된 바 있으며, 이 제어 알고리듬을 1자유도계의 시험 구조물에 적용하여 제어 성능을 실험적으로 확인하였다. 본 논문은 이의 연장으로서 제안된 적응형 뱅뱅 제어 알고리듬을 최상층에 유압식 농동질량 감쇠기가 설치된 다자유도계의 시험 구조물에 적용하여 이의 유용성을 확인하였다. 이를 통하여 제안된 적응형 뱅뱅 제어 알고리듬은 제어 및 전체 구조계의 안전성이 보장되는 가운데 과도항 외부의 기진력을 받는 다자유도계의 구조물의 진동을 제어함에 효과적임을 확인할 수 있었다.
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9.
2001.02
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상부 벽체와 하부 골조로 구성되는 주상복합건물은 전이층에서 수직적인 강성과 강도의 불연속성을 갖는다. 이러한 복합구조는 전이층에서 춤이 큰 보에 의하여 하중이 전달되면 설계시 매우 중요하게 고려하여야 하는 사항이다. 그러나 이에 대한 연구가 충분히 이루어져 있지 않으며 실제 전이보의 설계시 춤을 매우 크게 하여 요구되는 강도보다 큰 안전율이 고려되고 있다. 본 연구에서는 전이층의 단순화모델을 이용하여 보의 높이 및 지지면의 길이에 따른 아치거동의 변화를 조사하였다. 유한요소법을 이용하여 구조물을 분석하고 두 변수를 포함하는 헌치부재를 이용하여 그 효과를 기존 시스템과 비교하였다. 중요 변수와 헌치의 기울기는 1:1의 비율에서 사장 효율이 좋은 것으로 나타났으며, 이러한 결과를 전이보를 대신하여 사용한 결과 중력방향의 상부 아치거동에 대하여 효과적으로 작용하는 것으로 나타났다. 또한 응력 집중부위에서의 응력 감소와 깊이 전이보의 높이감소에 효과적으로 작용하는 것으로 나타났다.
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10.
2001.02
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구조물이 가지는 에너지의 확률밀도함수를 이용한 능도제어 알고리듬을 제안한다. 구조물의 에너지는 Rayleigh 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 이것은 에너지가 항상 양의 값을 가지고 최소에너지가 발생할 확률은 1이라는 조건을 Rayleigh 확률분포가 만족시킨다는 사실에 근거한다. 제어력의 크기는 가정된 확률밀도함수에 따라 구조물의 에너지가 설계자에 의해 설정된 에너지 임계값을 넘을 확률의 크기에 비례하도록 산정되며, 제어력의 방향은 Lyapunov 제어기 설계기법에 따라 결정된다. 제시된 알고리듬은 LQR 제어기와 비교하여 최대응답을 줄이는 효과를 가지며, 제어력의 임계를 고려할 수 있는 장점을 가진다. 또한 Lyapunov 제어기에서 발생가능한 채터링(chattering)현상을 피할 수 있다.
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