Many piping systems installed in the power plant are directly related to the safety and operation of the plant. Various dampers have been applied to the piping system to reduce the damage caused by earthquakes. In order to reduce the vibration of the piping system, this study developed a steel coil damper (SCD) with a straightforward structure but excellent damping performance. SCD reduces the vibration of the objective structure by hysteretic damping. The new SCD damper can be applied to high-temperature environments since it consists of steel members. The paper introduces a design method for the elastoplastic coil spring, which is the critical element of SCD. The practical applicability of the design procedure was validated by comparing the nonlinear force-displacement curves calculated by design equations with the results obtained from nonlinear finite element analysis and repeated loading test. It was found that the designed SCD’s have a damping ratio higher than 25%. In addition, this study performed a set of seismic tests using a shaking table with an existing piping system to verify the vibration control capacity on the piping system by SCD. Test results prove that the SCD can effectively control the displacement vibration of the piping system up to 80%.

본 연구에서는 마찰력에 따른 TMD의 작동-정지조건과 각 조건에 따른 운동방정식을 정리하고, TMD의 마찰계수가 풍진동 제어성능에 미치는 영향을 수치해석을 통하여 확인하였다. 일반적인 하중과 달리 풍하중은 크기와 방향의 변화가 크기 때문에 TMD 는 마찰력에 의하여 작동-정지상태를 반복하게 되므로, TMD의 마찰계수를 주요 변수로 설정하였다. 또한 외부하중의 크기, 구조물의 진동수, TMD의 질량비도 매개변수로 설정하여 TMD의 제진성능에 대한 영향을 파악하고자 하였다. 자유진동, 조화강제진동, 풍진동에 대한 수치해석의 결과, 외부하중의 크기가 작고, 구조물의 진동수가 낮을수록 마찰계수에 의한 TMD의 제진성능의 손실이 커질 수 있음을 확인하였으며, 초고층 건물에 대한 TMD 설계시 마찰계수의 영향을 반드시 고려하여야 할 것으로 판단된다.

펌프는 다르 진동 유발원들과는 달리 일정한 주파수 및 크기를 갖는 진동을 일으키므로 스프링이나 댐퍼와 같은 간단한 방진기기를 이용하여 진동을 제어할 수 있다 현재 국내에서는 대부분의 펌프에 이러한 방진장치를 설치하는 것이 일반화되어있다 그러나 펌프의 용량 및 중량 주변 구조물의 형태 및 크기 등에 따라서 방진기구의 채택이 불필요한 경우도 있으므로 설비 진동기초에 대한 획일적인 설계와 시공개념은 불필요한 인적, 시간적 및 경제적인 낭비를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 사무용 건무에 사용되는 각종 펌프류에 대하여 가진특성과 구조물의 진동가속도응답을 측정하는 진동실험 및 이론적 해석을 실시하고 본래 계와 수정된 계의 진동을 답과 허용진동수준을 비교.분석함으로서 방진장치의 설치가 불필요한 펌프용량을 제시하였다.

In this paper, the vibration control effect of the exterior-installation Kagome damping syste (EKDS) was investigated by applying the Kagome dampers to a 15-story frame apartment building structure. The numerical analysis results of a structure with exterior-installation Kagome damping system up to the third story showed that the application story should be higher than second story to effectively reduce the base shear and the maximum drift of the uppermost story. When the exterior-installation Kagome damping system was installed up to the fifth story, the application story should be higher than third story and for obtaining the target performance.

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.

In this paper, the seismic response characteristics of the structures connected through the expansion joint and the possibility of collision and separation between those structures were examined through nonlinear time history analysis. Through this experiment, the usefulness of the interaction vibration control using a steel body and a damper as connection members was verified as the seismic response behavior of the structures was reduced and the collision and separation between those structures were prevented.