중․저층골조에서 면진주기 설정에 따른 면진효과

천영수,허무원 한국구조물진단유지관리공학회 2010 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.14 No.6

본 논문에서는 상부구조에 있어서 보-기둥 강성비 변화에 따른 골조의 특성과 상부구조와 면진층 간의 진동주기비에 따른 면진효과를 분석해 보고, 상부골조의 주기와 목표 면진주기의 설정에 따라 면진효과가 어떻게 달라지는가에 대한 정보를 제공하여 향후 면진건물을 설계하기 위한 기본계획을 세우는데 있어서 필요한 기초 자료를 제공하고자 한다. 그 결과 건물골조의 경우 유효한 면진효과를 얻기 위해서는 최소한 상부구조의 고유진동주기 대비 2.5배 이상의 면진주기를 확보하고, 목표 면진주기를 2.0초 이상으로 설정하여 설계할 것을 추천한다. Seismic isolation offers an attractive approach for reducing seismic loads in the building and its components. This paper deals with the seismic isolation effects due to variation in period ratio between superstructure and isolation layer of the building. Seismic isolation effects of the moment-resisting frames with the various period ratio were studied by nonlinear time history analysis, and the guidelines on the stiffness ratio of the superstructure and isolation layer of the building for the effective seismic isolation follow from the results of this study. It is recommended that the isolation period should be greater than 2.5 times of that of the superstructure for the effective seismic isolation.

등대구조물의 면진시스템 적용방안 연구

허무원,천영수,김동영 한국구조물진단유지관리공학회 2013 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.17 No.1

본 연구에서는 등대 구조물을 대상으로 한 면진기술 적용방안을 제시함으로써 지진에 대해 무방비상태에 놓여 있는 등대구조물의 지진안전도 확보방안을 제시하였다. 또한, 제안된 면진기술 적용방안을 활용하여 내진설계 이전에 지어진 등대를 대상으로 등대전체를 면진하였을 경우와 등대 렌즈만을 면진하였을 경우에 대하여 면진효과를 분석해 보았다. 해석결과, 등대 전체를 면진화하였을 경우 최대응답가속도와 층전단력 측면에서 충분한 면진효과를 얻은 반면, 등대 렌즈만을 면진화한 경우에는 렌즈부의 면진효과는 유효한 것으로 나타났으나 등대 자체의 안전이 확보되지 못한 상황에서는 등대의 파괴가 선행될 가능성이 있음에 주의할 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한 등대전체와 렌즈를 동시에 면진화한 경우 비 면진구조 대비 유효한 면진효과는 나타내었지만, 최대응답가속도가 등대전체를 면진화한 경우보다 증가하는 경향을 나타내었으며, 렌즈의 면진화로 인한 층전단력의 감소가 미소함으로 이중면진의 적용으로 인한 실효성은 그 효과가 크지 않은 것으로 나타났다. In this study, seismic isolation technology to the lighthouse structure is suggested and isolation effects on response reduction are studied for three types of isolation models with the proposed seismic isolation technology. A seismic isolation system is installed on the base of the lighthouse structure in model 1, on the base of the lighthouse lens in model 2, and on the base of both of them in model 3. The dynamic time history analysis verifies that in case of model 1, the earthquake loading is greatly reduced and the accelerations of superstructure are greatly reduced. Also, the inter-story drifts are very small and can be neglected. The isolated model is in translational state and can be seen as a rigid whole. as a results, model 1 is very effective to mitigate the influence of earthquake on structures. In model 2, isolation effects are valid but special care should be taken to failure of the non-isolated lighthouse sub-structure. In model 3, isolation effects are also valid but the effects are small. model 3 is less effective than model 1.

지진시 지반-터널 상호작용 및 면진효과

김대상 한국지진공학회 2000 한국지진공학회논문집 Vol.4 No.3

충적지반에 건설된 원형 단면을 갖는 터널은 지진시에 지반의 전단 변형의 영향을 받아 좌우교차로 경사진 타원형상의 변형을 반복한다. 본 논문에서는 이 특별한 진동모드를 이용하여 지반-터널계의 상호작용 및 면진 효과가 검토되었다. 지반과 터널의 경계가 완전히 결합되어 있는 경우에 대한 지반 -터널계의 상호작용 효과 및 지하 구조물의 지진피해를 줄이는 한가지 방법으로써 터널 주위를 면진재로 피복하는 방법에 대한 면진효과가 토론되었다. 그 결과 면진재의 포아송비를 작게 하거나 지반과 면진재의 전단탄성계수의 비를 증가시킴으로서 면진 효가가 증가함을 알 수 있었다.

한옥의 면진기법 적용 방안에 대한 개념적 고찰

박범수,김영민,허무원,이상현 대한건축학회 2020 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.36 No.1

In this study, various application schemes of seismic isolation system which can be applied to Hanok have been studied by analyzing itsstructural characteristics under seismic load. Structural stability of Hanok is more required against seismic load as Hanok becomeslong-spanned and multi-storied. To meet this goal, it becomes necessary to study more advanced technology such as seismic isolation designas well as seismic control design and seismic resistant design suitable to Hanok. Seismic isolation systems have been successfully applied toRC and steel structures to improve structural performance during earthquakes. Based on these previous study, we proposed four applicationschemes of seismic isolation design suitable for Hanok and analyzed their structural characteristics and applicability to Hanok in conceptuallevel based on its structural characteristics. The proposed four schemes are base isolation method, ground isolation method, roof isolationmethod and intermediate-story isolation method. The applicability of the proposed method was evaluated by performing boundary nonlineardynamic analysis to the typical Hanok for the two types of isolation method, that is, ground isolation method and roof isolation method, andthe results showed that the proposed methods produced good performance enough to be applied to Hanok. 본 연구에서는 한옥에 적용 가능한 면진기법을 제안하고 각 방안의 구조적 특성을 고찰하였다. 한옥이 장경간화 및 다층화 될수록 구조적 안정성에 대한 요구는 더 커지고, 이를 위해 내진 및 제진설계 뿐만 아니라 면진설계와 같은 보다 앞선 기술이 요구되고 있다. 한옥에 적용 가능한 네 가지 면진기법인 기초면진, 지상층면진, 지붕층면진, 중간층면진 방안을 제안하고, 각 방안들의 구조적 특성 및 적용성을 분석하였다. 사례 한옥에 지상층면진과 지붕층면진을 적용하여 경계비선형동적해석을 수행하여 한옥에의 적용성을 확인하였다.

정형 및 비정형 건물에 대한 비선형 면진장치의 적용

김대곤,이동근,정재,남궁계홍 한국지진공학회 2001 한국지진공학회논문집 Vol.5 No.1

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.

중ㆍ저층골조에서 면진주기 설정에 따른 면진효과 분석

천영수(Chun Young-Soo),허무원(Hur Moo-Won) 대한건축학회 2008 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.28 No.1(구조계)

Seismic isolation offers an attractive approach for reducing seismic loads in the building and in its components. This paper deals with the seismic isolation effects due to variation in period ratio between superstructure and isolation layer of the building. Seismic isolation effects of the moment-resisting frames with the various period ratio were studied by nonlinear time history analysis, and the guidelines on the stiffness ratio of the superstructure and isolation layer of the building for the effective seismic isolation follow from the results of this study. It is recommended that the isolation period should be greater than 2.5 times of that of the superstructure for the effective seismic isolation.

건물의 질량중심과 면진층의 강성중심 차이에 따른 면진효과

허무원,천영수 한국구조물진단유지관리공학회 2014 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.18 No.5

In this study, we examined the seismic isolation effects due to the difference between the center of mass of the building andthe center of stiffness of isolation layer. Because the base isolation technique is a technique that is highly dependent on theperformance of seismic isolation devices installed on the seismic isolation layer, we have to examine the horizontal stiffness ofseismic isolation devices after making them. If difference between the design stiffness and the actual stiffness of the seismicisolation device occurred, a big problem may be generated in the upper members on the seismic isolation layer. The analyticalresults show that the more eccentricity increases, the more maximum response acceleration, story shear and the member forces ofthe upper part of the structure increases, and the damage is expected to be in excess. Therefore, it is recommended that if possible,isolation devices have to be designed to coincide the center of mass of the building with the center of stiffness of isolation layer. If not after making isolation devices, they need to be relocated to prevent the eccentricity. 본 연구에서는 건물의 질량중심과 면진층의 강성중심 사이의 차이에 따른 면진효과에 대하여 살펴보았다. 면진기술은 면진층에 설치되는 면진장치의 성능에 크게 의존하는 기술이므로 면진장치 제작 후 전수검사를 통하여 면진장치의 수평강성을 검토하게 되어 있다. 하지만면진장치 성능실험 시 각각의 면진장치의 품질기준은 건축기준에는 정해져 있지 않으며, 이로 인해 설계 시 적용된 강성과 실제 강성의 차이가 발생하여 면진층 상부 부재에 큰 문제를 야기할 수 있다. 연구결과, 최대응답변위의 차이는 크게 나타나지 않았으나 편심이 증가할수록 최대응답가속도, 층전단력 및 상부구조의 부재력은 크게 증가하여 일부 부재에서는 과도한 손상이 예상된다. 따라서 면진층은 실제 장치제작 후 전수검사를 실시하여 반드시 설계된 의도대로 편심이 발생하지 않도록 장치를 재배치할 필요가 있으며, 가능하다면 건물의 질량중심과 강성중심의 차이는 동일하게 설계할 것을 추천한다.

건물의 질량중심과 면진층의 강성중심 차이에 따른 면진효과

허무원,천영수 한국구조물진단유지관리공학회 2014 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.18 No.5

본 연구에서는 건물의 질량중심과 면진층의 강성중심 사이의 차이에 따른 면진효과에 대하여 살펴보았다. 면진기술은 면진층에 설치되는 면진장치의 성능에 크게 의존하는 기술이므로 면진장치 제작 후 전수검사를 통하여 면진장치의 수평강성을 검토하게 되어 있다. 하지만면진장치 성능실험 시 각각의 면진장치의 품질기준은 건축기준에는 정해져 있지 않으며, 이로 인해 설계 시 적용된 강성과 실제 강성의 차이가 발생하여 면진층 상부 부재에 큰 문제를 야기할 수 있다. 연구결과, 최대응답변위의 차이는 크게 나타나지 않았으나 편심이 증가할수록 최대응답가속도, 층전단력 및 상부구조의 부재력은 크게 증가하여 일부 부재에서는 과도한 손상이 예상된다. 따라서 면진층은 실제 장치제작 후 전수검사를 실시하여 반드시 설계된 의도대로 편심이 발생하지 않도록 장치를 재배치할 필요가 있으며, 가능하다면 건물의 질량중심과 강성중심의 차이는 동일하게 설계할 것을 추천한다. In this study, we examined the seismic isolation effects due to the difference between the center of mass of the building and the center of stiffness of isolation layer. Because the base isolation technique is a technique that is highly dependent on the performance of seismic isolation devices installed on the seismic isolation layer, we have to examine the horizontal stiffness of seismic isolation devices after making them. If difference between the design stiffness and the actual stiffness of the seismic isolation device occurred, a big problem may be generated in the upper members on the seismic isolation layer. The analytical results show that the more eccentricity increases, the more maximum response acceleration, story shear and the member forces ofthe upper part of the structure increases, and the damage is expected to be in excess. Therefore, it is recommended that if possible,isolation devices have to be designed to coincide the center of mass of the building with the center of stiffness of isolation layer. If not after making isolation devices, they need to be relocated to prevent the eccentricity.

수정히스테리틱 Bi-Linear 면진베어린 모델을 사용한 지진응답감소

구경회,이재한,김종범,이형연,유봉,Koo, G.H.,Lee, J.H.,Kim, J.B.,Lee, H.Y.,Yoo, B. 대한기계학회 1996 大韓機械學會論文集A Vol.20 No.1

In general, seismic isolators which are made of laminated rubber and shim plate have characteristics of complex hysteretic behavior. When shear deformation of the seismic isolator is small, the isolator hassimple hysteretic almost bi-linear behabior. But on large shear deformation hardening effects may occur. This paper proposes a moldeling method of the seimic isolator with modified hysteretic bi-linear model which can consider the hardening effects. From the results of the seismic analyses of the isolated system it is shown that the responses are singificantly reduced compared with those of the non-isolated system. The modified hysteretic bi-linear model of the isolator gives larger ZPA(zero period acceleration) than those of the simple hysteretic bi-linear model and the equivalunt spring-damper model.

내진형 수배전반 펜들럼 테이블의 개발

최재혁(Choi, Jae-Hyouk),나정남(Na, Jung-Nam) 대한건축학회 2021 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.41 No.2

The necessity of securing seismic performance of non-structural structures and of seismic design for electrical equipment installed in buildings is emphasized. The electrical cabinet refers to a power system that receives power from the power plant and distributes the amount of power required by the receiver at each place of use. The pendulum-type seismic isolator allows the upper load to be supported on the pendulum-type table fixed to the frame with very high rigidity. This can obtain the seismic isolation effect that fundamentally blocks the horizontal displacement caused by the earthquake from being transmitted to the superstructure. In this paper, the concept and basic configuration of a pendulum type seismic isolator will be reviewed.