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다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The damper for vibration mitigation of stay cable is developed in this study. Developed damper is such a led-shear type and it is installed at the inside of cable system not seen at the outside. Developed damper has advantages of maintenance free, high durability and gives much additional damping to stay cable. To achieve above purpose, mathematical models for damper and cable-damper system are established and, using these models, additional damping and vibration mitigation effect by damper are analysed. Design methods for lead-shear damper are proposed with two types such as general and optimal methods. The applicability of proposed design methods are verified by applying those methods to real stay cable of cable-stayed bridge. These methods are also applied to the design of test RVD (prototype of lead-shear damper) and cable. Proposed mathematical models of cable-damper system and design methods are verified by the laboratory experiments. These lead-shear damper is a prototype named RVD (Robinson Vibration Damper). The hysteresis test results and mathematical model of RVD are compared for the verification purpose of mathematical model. The mathematical model of cable-damper system is verified by comparing with the test results of cable-damper system which is designed by proposed method. Finally, test methods for the verification of designed damper in the real structures are suggested. These methods are adopted to the stay cable of Seohae bridge and are examined the applicability to the real structures. In design and manufacture of lead-shear damper, another important point is that the lead core fully behaves in the state of shear action. If this is not satisfied, lead core deforms by bending and does not give much additional damping to the stay cable because of increasing stiffness by large damper force compared with damper displacement. When considering the above important facts, developed lead-shear damper may give much additional damping to stay cable and the proposed design methods is straightforward when designing the lead-shear damper.

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국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 사장교 케이블의 진동 감소를 위해 내구성, 진동 감소 능력 그리고 유지 관리 용이성이 뛰어나고 내부 설치형으로 할 수 있는 납-전단 댐퍼를 개발하였다. 이러한 목표를 달성하기 위해 납-전단 댐퍼 및 케이블-댐퍼 시스템의 수학적 모델을 설정하여 댐퍼에 의해 케이블에 부가되는 감쇠비와 케이블의 진동 감소의 정도에 대해 연구하였으며, 납-전단 댐퍼의 일반적인 설계법과 최적설계법을 제안하였다. 제시된 설계법을 실교량 케이블에 적용하여 방법의 적용성을 살펴보았다. 제시된 수치 모델 및 설계법의 검증과 개발된 납-전단 댐퍼의 역학적 거동에 대한 검토를 위하여 시제품과 같은 형태의 실험용 납-전단 댐퍼인 RVD를 제작하여 모형 케이블에 장착하고 실내 실험을 수행하였다. RVD 자체의 이력 시험 결과와 제시된 납-전단 댐퍼의 수치모델을 비교함으로써 제시된 수치모델을 검증하였으며 RVD가 설치된 케이블의 동적 실험결과와 케이블-댐퍼 시스템의 수치모델에 의한 해석결과를 비교함으로써 제시된 케이블-댐퍼 시스템의 수치모델을 검증하였다. 마지막으로 진동 감소 목적으로 설치되는 댐퍼의 설계후 성능 검증을 위한 절차로, 실교량에서 댐퍼의 성능 평가를 위한 실험 방법을 제시하고 서해대교 케이블에 적용하여 평가 방법의 타당성을 알아보았다. 납-전단 댐퍼의 경우, 납적층 고무부분이 완전한 전단 거동을 보이도록 하여야 댐퍼의 성능을 최대한 발휠할 수 있다. 이렇게 하기 위해서는 납적층 고무부분의 높이를 최대한 낮추고 도입된 압축력을 적절히 조절하여야 한다. 납적층 고무 부분이 휨변형을 받게 되면 에너지 소산능력은 현저히 떨어지고 변위에 비해 과다한 댐퍼력이 발생되어 댐퍼의 강성이 커지게 된다. 납-전단 댐퍼의 최적 설게시 최적 댐퍼력 점을 기준으로 될 수 있는 한 과소 설계를 하는 것이 좋다. 과다 설계의 경우 댐퍼 강성이 커져서 댐퍼 설치점이 고정단으로 작용할 수 있으며 이런 경우 과소 설계와 비슷하게 시스템 부가 감쇠비를 주더라도 댐퍼 설치점 스트랜드에는 과소 설계보다 더 큰 휨응력이 발생될 수 있다. 결국 위에서 지적한 주의점을 충분히 고려하여 납-전단 댐퍼를 제작하면 납-전단 댐퍼는 상당한 부가 감쇠비를 케이블에 제공하며 케이블에 부착되었을 때 안정적으로 에너지 흡수능력을 발휘한다.

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본 연구에서는 사장교 케이블의 진동 감소를 위해 내구성, 진동 감소 능력 그리고 유지 관리 용이성이 뛰어나고 내부 설치형으로 할 수 있는 납-전단 댐퍼를 개발하였다. 이러한 목표를 달성...

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