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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김동건
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수27
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최근 세계적으로 지진의 발생빈도와 규모가 증가함에 따라 재산 및 인명피해도 증가하고 있으며, 한국 역시 2016년 이후 규모 5.0이상의 경주지진과 포항지진이 발생하였다. 국내에서는 연면적 500 또는 2층 이상의 구조물에 대해 내진설계를 의무화 하고 있으나, 이러한 내진설계기준은 신축 구조물에 해당되므로 내진설계가 도입되기 전에 완공된 구조물과 같이 내진설계 대상에서 제외된 구조물에 대하여 내진성능 평가 및 내진보강이 필요한 실정이다.
구조물의 내진설계 방법 중 제진구조시스템은 구조물에 제진장치를 적용하여 지진에 의한 진동을 제어함으로써 지진과 같은 수평하중으로부터 구조물을 보다 안전하게 하는 내진설계 방법이다. 내진설계를 위한 제진장치 중 강재이력댐퍼는 설계 내력에 맞춰 제작하기 쉽고, 강재의 안정적인 이력거동을 통해 우수한 에너지를 흡수할 수 있고 높은 강성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 연구에서는 단면성능이 상대적으로 낮은 강재댐퍼 SD01이 먼저 항복하고 단면성능이 상대적으로 높은 강재댐퍼 SD02가 순차적으로 항복해서 다양한 수평하중에 효과적으로 대응하고 안정적인 내진성능을 확보하는 새로운 복합강재 제진시스템 CSD0102를 제안하였다. 그리고 CSD0102의 종국상황까지 이력거동, 내력저하현상, 에너지 흡수능력 등의 내진성능을 검증하기 위해 유사정적 실험을 수행하였다. 또한 CSD0102의 비선형 거동을 예측하기 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 실험결과를 바탕으로 재료비선형해석을 수행하였다. 위와 같은 연구과정을 수행함으로써, 복합강재댐퍼 CSD0102가 다양한 수평하중에 효과적으로 대응하고 안정적인 내진성능을 확보함을 검증할 수 있었다.
구조물의 내진설계 방법 중 제진구조시스템은 구조물에 제진장치를 적용하여 지진에 의한 진동을 제어함으로써 지진과 같은 수평하중으로부터 구조물을 보다 안전하게 하는 내진설계 방법이다. 내진설계를 위한 제진장치 중 강재이력댐퍼는 설계 내력에 맞춰 제작하기 쉽고, 강재의 안정적인 이력거동을 통해 우수한 에너지를 흡수할 수 있고 높은 강성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 연구에서는 단면성능이 상대적으로 낮은 강재댐퍼 SD01이 먼저 항복하고 단면성능이 상대적으로 높은 강재댐퍼 SD02가 순차적으로 항복해서 다양한 수평하중에 효과적으로 대응하고 안정적인 내진성능을 확보하는 새로운 복합강재 제진시스템 CSD0102를 제안하였다. 그리고 CSD0102의 종국상황까지 이력거동, 내력저하현상, 에너지 흡수능력 등의 내진성능을 검증하기 위해 유사정적 실험을 수행하였다. 또한 CSD0102의 비선형 거동을 예측하기 위해 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 실험결과를 바탕으로 재료비선형해석을 수행하였다. 위와 같은 연구과정을 수행함으로써, 복합강재댐퍼 CSD0102가 다양한 수평하중에 효과적으로 대응하고 안정적인 내진성능을 확보함을 검증할 수 있었다.
목차
I. 서론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 기존연구동향 41.3 연구방법 및 범위 6Ⅱ. 이론적 고찰 102.1 내진보강의 개념 및 특징 102.2 제진장치의 종류 및 특성 122.2.1 변위의존형 제진장치 132.2.2 속도의존형 제진장치 142.3 강재 이력댐퍼의 특성 152.3.1 강재 이력댐퍼의 이력거동 152.3.2 강재 이력댐퍼의 형상 162.3.3 강재 이력댐퍼의 단점 192.4 강재의 소성변형 특성 202.4.1 탄성과 소성의 개념 202.4.2 편차응력 222.4.3 경화이론 232.5 반복하중 하에서 재료거동의 특성 242.5.1 부하, 제하와 재부하 242.5.2 대칭 응력 또는 변위제어 실험 시 특징 252.5.3 비대칭 응력 또는 변위제어 실험 시 특징 26Ⅲ. 단면성능이 상이한 슬릿형 복합강재댐퍼 283.1 단면성능이 상이한 슬릿형 복합강재댐퍼의 이력특성 283.1.1 스트럿 직선부 길이에 따른 이력거동 283.1.2 복합강재댐퍼 제진시스템의 이력거동 30Ⅳ. 복합강재댐퍼 제진시스템의 성능평가실험 324.1 실험계획 및 방법 324.1.1 실험체 설계 324.1.2 실험방법 및 측정계획 364.2 실험결과 404.2.1 재료시험결과 404.2.2 하중-변위 이력곡선결과 424.2.3 골격곡선 분석 464.2.4 변형률 분석 484.2.5 에너지소산량 비교 504.2.6 파단 형상 544.3 소결 55Ⅴ. 복합강재댐퍼 제진시스템의 비선형 해석 565.1 비선형 해석모델 구축 및 해석계획 565.1.1 구속조건 및 가력계획 565.1.2 비선형이동경화모델의 매개변수 산정 585.2 실험결과와 비선형 해석결과 비교 615.2.1 재료모델 결과 비교 615.2.2 응력 분포도 및 파단 결과 비교 625.2.3 하중-변위 이력곡선 결과 비교 655.2.4 골격곡선 결과 비교 685.3 소결 69Ⅵ. 결론 70참고문헌 71Abstract 77
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