점성감쇠 동적계수 및 지진응답제어를 고려한 구조물의 최적 내진설계
Optimal Seismic Resistant Design of MDOF Structure Considering Viscous Damping Coefficient and Seismic Response Control
- 주제(키워드) 최적개수 , 최적위치 , 진동주기 , 진폭크기 , 지속력 , SSSA , 진동제어성능 , 비용효율성 , Most suitable number , Most suitable position , Period of vibration , Amplitude size , Sustaining power , SSSA , Control performance , Expense efficiency
- 발행기관 江陵大學校 大學院
- 지도교수 鄭雨泳
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 土木工學科
- 원문페이지 xiii, 88 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 논문은 구조물의 지진응답제어를 위하여 최적의 효율성을 갖기 위한 감쇠기의 최적내진 설계에 관한 연구로서 지진특성에 따른 감쇠기의 최적개수 선정 및 최적위치 선정을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 본 논문에서는 Garcia and Soong 등이 제안한 SSSA를 이용하여 최적개수를 선정하였고 최적개수에 따른 최적위치를 선정하였다. 지진의 특성에 따라 구조물의 거동을 살펴봄으로써 최적의 설계를 하고자 지진의 진동주기, 진폭크기, 지속력의 특성에 따른 감쇠개수 및 최적위치에 관한 구조물 거동 평가에 관한 연구를 수행하였으며 제어성능 및 비용효율성을 고려한 최적설계 방안을 제안하였다. 지진특성에 따른 최적설계에 관한 연구 결과는 다음과 같다. 지진특성에 따른 구조물의 거동평가를 위한 지진하중으로는 El Centro, Mexico City지진파와 인공지진생성프로그램인 EqMaker, SIMQKE를 이용하여 인공지진파를 생성하였다. 최적개수 선정에 있어서 기존의 SSSA방법과 진동제어성능, 비용효율성에 의한 방법으로 최적개수를 비교한 결과, 비용효율성에 의한 방법이 가장 경제적이며 효율적으로 감쇠기의 개수를 결정할 수 있었다. 하지만 비용효율성에만 치중되면 구조적인 문제가 발생할 수 있으므로, 앞으로의 감쇠기 개수 결정에 있어서 비용효율성과 진동제어성능의 제어지수 관계를 잘 이용하여 함께 고려하여 결정한다면 보다 효율적인 방법이 될 것이라 사료된다. 감쇠기의 최적 위치 결정에 있어 지진의 특성에 관계없이 중·저층 건물은 하부층에 설치하는 것이 좀 더 효율적 이였으며, 고층건물은 상부층에 설치하는 것이 좀 더 효율적임을 보였다.
more초록/요약
This research presents most suitable earthquake resistant design of attenuator to have optimum efficiency for earthquake response control of construction. Achieved research on most suitable number decision of attenuator by earthquake special quality and research for most suitable position. In this research, We chose SSSA model proposed by Chang and Soong(2000) as the best optimum damping design method for determining the most suitable damper position under same damping coefficient. According to seismic special quality, examined behavior of construction. Suggested optimum design that consider control performance and expense efficiency. Study finding about optimum design by earthquake special quality is as following. Seismic load for behavior estimation of construction used El Centro, Mexico City seismic wave and created artificial seismic wave using EqMaker, SIMQKE that is man-made earthquake creation program. According to results that compare most suitable sink by SSSA and control performance, expense efficiency. Method by expense efficiency is the most economical and efficient. Is considered that will become more efficient method if decide considering together using well control index relation of expense efficiency and control performance. Middle?low building it was more efficient that establish in lower part class, and high building was shown that it is more efficient that establish on upper part regardless of seismic special quality in most suitable positioning of attenuator.
more목차
제 1 장 서 론 = 1
1.1 연구배경 = 1
1.2 연구내용 및 목적 = 3
제 2 장 제진장치 = 5
2.1 제진장치의 원리 = 5
2.2 제진장치의 종류 = 7
2.2.1 점성 감쇠기 = 9
2.2.2 점탄성 감쇠기 = 11
2.2.3 소성감쇠기 = 12
2.3 제진장치의 특성 = 14
2.3.1 점성 감쇠기 = 14
2.3.2 점탄성 감쇠기 = 17
제 3 장 동역학의 기본 이론 = 19
3.1 단자유도시스템(SDOF) = 19
3.2 다자유도시스템(MDOF) = 23
3.3 감쇠에 의한 에너지 소산 = 27
제 4 장 감쇠기의 내진 최적 설계 = 34
4.1 SSSA의 정의 = 34
4.2 예제 구조물의 모델링에 대한 가정 = 37
4.3 감쇠기의 최적개수 산정 = 39
4.4 감쇠기의 최적위치선정 = 41
4.4.1 감쇠기의 설치위치 선정방법 = 42
4.4.2 SSSA의 효율성 평가 및 감쇠기 최적위치 결정 = 44
제 5 장 지진특성에 따른 구조물의 거동평가 = 47
5.1 지진파와 구조물의 상관관계 = 47
5.1.1 응답스펙트럼 = 48
5.1.2 공진현상 = 50
5.2 대상 구조물 및 입력지진파 = 51
5.2.1 대상 구조물 = 51
5.2.2 EI Centro = 53
5.2.3 Mexico City = 54
5.2.4 인공지진 = 55
5.3 지진의 진동주기에 따른 구조물의 거동평가 = 60
5.3.1 진동제어성능평가 = 60
5.3.2 비용효율성 평가 = 64
5.3.3 감쇠기의 최적개수 선정 = 68
5.3.4 감쇠기의 최적위치 선정 = 70
5.4 지진의 진폭크기에 따른 구조물의 거동 평가 = 76
5.5 지진의 지속력에 따른 구조물의 거동 평가 = 78
5.5.1 층간최대변위 = 78
5.5.2 감쇠기의 최적개수 선정 = 79
5.5.3 감쇠기의 최적위치 선정 = 80
5.6 지진특성에 따른 구조물거동평가에 대한 고찰 = 83
제 6 장 결론 = 84
참 고 문 헌 = 87
