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점성 감쇠장치는 진동에너지를 소산시켜 구조진동을 제어하는 비선형성이 강한 제진장치이다. 실무설계에서는 점성 감쇠장치를 선형 점성 감쇠모델로 이상화하여 선형 동적응답해석을 수행한다. 이로 인해 실무설계는 과다 설계를 일으키고 감쇠장치의 비선형성을 적절히 모사하지 못하고 있다. 본 연구는 비선형 점성 감쇠장치의 비선형지수별 해석모델을 사용하고 비선형 점성 감쇠장치를 설치한 단경간 강합성 상자형 거더교의 지진하중에 의한 동적응답 감쇠효과를 분석하고자 한다. 비선형 점성 감쇠모델을 이용한 교량의 해석결과와 선형 점성 및 등가선형 감쇠모델...

점성 감쇠장치는 진동에너지를 소산시켜 구조진동을 제어하는 비선형성이 강한 제진장치이다. 실무설계에서는 점성 감쇠장치를 선형 점성 감쇠모델로 이상화하여 선형 동적응답해석을 수행한다. 이로 인해 실무설계는 과다 설계를 일으키고 감쇠장치의 비선형성을 적절히 모사하지 못하고 있다. 본 연구는 비선형 점성 감쇠장치의 비선형지수별 해석모델을 사용하고 비선형 점성 감쇠장치를 설치한 단경간 강합성 상자형 거더교의 지진하중에 의한 동적응답 감쇠효과를 분석하고자 한다. 비선형 점성 감쇠모델을 이용한 교량의 해석결과와 선형 점성 및 등가선형 감쇠모델을 이용한 교량의 해석결과를 비교 및 분석하였다. 비선형성을 나타내는 부가감쇠력을 받는 구조계에 대한 응답해석에 대하여 수치적인 안정성을 나타내는 상태공간법을 이용하였다. 비선형 점성 감쇠모델은 선형 점성 감쇠모델에 비하여 진동 지속시간과 진동의 진폭이 감소하였다. 비선형 점성 감쇠모델은 초기 부가감쇠력이 급증하므로 최대 부가감쇠력을 감소시키면서 진동의 지속시간을 감소시켰다. 등가에너지법에 의한 등가선형 감쇠모델은 초기 부가감쇠력이 작기 때문에 과도한 최대 부가감쇠력이 발생하였다. 등가선형 감쇠모델을 적용할 때 지진하중과 다자유도계 교량에 대하여 가진진동수와 최대변위를 쉽게 결정할 수 없다. 반면에 비선형 점성 감쇠모델은 가진진동수와 최대변위와 상관없이 안정적인 동적효과를 나타내며 비선형적 진동 감쇠효과를 적절히 모사하는 방법임을 알 수 있다. 이상과 같은 해석 결과로, 비선형성이 큰 점성 감쇠장치는 교량의 진동감쇠효과를 파악하기 위하여 반드시 비선형 점성 감쇠모델을 사용하여야 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Viscous damper is a representative nonlinear dissipator to protect structures from suffering damage by dissipating vibrational energy. However, viscous damper is idealized as an linear viscous model and it was analyzed by linear dynamic analysis in practical design process. For this reason, there ar...

Viscous damper is a representative nonlinear dissipator to protect structures from suffering damage by dissipating vibrational energy. However, viscous damper is idealized as an linear viscous model and it was analyzed by linear dynamic analysis in practical design process. For this reason, there are lots of concerns of excessive design and nonlinearity of viscous damper is not presented by the linear model. This study presents nonlinear viscous damper(NLVD) model with damper nonlinear exponents and analyzes the damping effect of the damper installed in a steel-concrete composite box girder bridge during earthquake. The result of the bridge with the nonlinear model is compared with the result of one with the linear models. To analyze the response of the bridge, state space method is utilized for calculating nonlinear supplemental damping force with numerical stability. Nonlinear viscous damper model reduces more vibrational duration time and amplitude of vibration than linear viscous damper model. NLVD model increases the initial supplemental damping force and restricts the maximum supplemental damping force with enhanced damping effect than equivalent linear damper(EQLD) model. Because of the insufficient initial supplemental damping force, EQLD model generates the excessive maximum supplemental damping force than the NLVD. The selection of exciting frequency and maximum displacement for designing an EQLD model is difficult to analyze MDOF model on natural force like earthquake. However, NLVD model is stable without the effect of parameters for designing damper model and presents properly nonlinear damping effect. As a result, the nonlinear analysis of NLVD model must be performed exactly to represent the effect of vibrational damping by NLVD with large nonlinearity.

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