본 연구는 진동을 흡수하여 완화시키는 수동적 제진방법의 하나인 동조질량감쇠기의 지진거동저감효과에 관한 연구로서, 동조질량감쇠기가 진동수 대역이 넓은 지진하중의 진동제어에 얼마나 효과가 있는지를 정상상태 및 일시적응답을 대상으로 연구하였다. 이를 위해 지진파를 푸리에 분석하여 탁월주파수를 구하고 선형 고전적 감쇠를 갖는 2자유도 시스템으로 모델링하여 모드해석법에 의해 시간적 변위를 비교하였다. 1940년에 발생한 El Centro 지진 등 29개(수평 24개, 수직 5개)의 지진파를 푸리에 분석을 통하여 10번째까지의 탁월주파수를 구한 결과, ...
본 연구는 진동을 흡수하여 완화시키는 수동적 제진방법의 하나인 동조질량감쇠기의 지진거동저감효과에 관한 연구로서, 동조질량감쇠기가 진동수 대역이 넓은 지진하중의 진동제어에 얼마나 효과가 있는지를 정상상태 및 일시적응답을 대상으로 연구하였다. 이를 위해 지진파를 푸리에 분석하여 탁월주파수를 구하고 선형 고전적 감쇠를 갖는 2자유도 시스템으로 모델링하여 모드해석법에 의해 시간적 변위를 비교하였다. 1940년에 발생한 El Centro 지진 등 29개(수평 24개, 수직 5개)의 지진파를 푸리에 분석을 통하여 10번째까지의 탁월주파수를 구한 결과, 수평파는 5Hz를 넘지 않는 0.39∼3.27Hz의 범주로 나타났고, 수직파는 0.34∼2.16, 4.36∼5.00, 8.42∼9.42, 12.5Hz 등 매우 폭넓은 분포를 보이는 것으로 확인되었다. 결과적으로 앞의 지반운동 전체를 놓고 볼 때, 동조질량감쇠기의 효과는 수평지반운동이 결과에 지배됨을 알았다. 아울러, 수평지반운동과 수직지반운동 모두 동조질량감쇠기의 감쇠비가 증가 할수록 주 시스템의 설치후변위÷설치전변위가 감소하는 것으로 나타났다. 즉 동조질량감쇠기의 감쇠비의 증가와 동조질량감쇠기의 효과는 비례하는 것으로 확인된다. 하지만 동조질량감쇠기의 감쇠비가 0.4보다 작은 구간에서는 동조질량감쇠기의 설치가 오히려 주 시스템의 최대변위응답을 증가시킨다는 것이 확인되었다. 그리고 주 시스템의 감쇠비가 0.6보다 큰 구간에서는 동조질량감쇠기가 효과가 없는 것으로 나타났다. 즉 주 시스템의 감쇠비는 0.6 이하에서 동조질량감쇠기의 감쇠비는 0.4 이상에서 주 시스템의 설치 전 변위보다 설치 후 변위가 작다. 이밖에 상기 지반운동에 대해 동조질량감쇠기가 효과를 보이는 구역, 즉 주 시스템의 설치후변위÷설치전변위가 1.0 이하인 구역의 경계는 동조질량감쇠기의 감쇠비와 주 시스템의 감쇠비가 서로 관련되어 있음을 알았다. 이 유효범위의 경계선은 3차 함수로 표현될 수 있어 동조질량감쇠기의 유효 감쇠비 추천식을 제안하였다.
본 연구는 진동을 흡수하여 완화시키는 수동적 제진방법의 하나인 동조질량감쇠기의 지진거동저감효과에 관한 연구로서, 동조질량감쇠기가 진동수 대역이 넓은 지진하중의 진동제어에 얼마나 효과가 있는지를 정상상태 및 일시적응답을 대상으로 연구하였다. 이를 위해 지진파를 푸리에 분석하여 탁월주파수를 구하고 선형 고전적 감쇠를 갖는 2자유도 시스템으로 모델링하여 모드해석법에 의해 시간적 변위를 비교하였다. 1940년에 발생한 El Centro 지진 등 29개(수평 24개, 수직 5개)의 지진파를 푸리에 분석을 통하여 10번째까지의 탁월주파수를 구한 결과, 수평파는 5Hz를 넘지 않는 0.39∼3.27Hz의 범주로 나타났고, 수직파는 0.34∼2.16, 4.36∼5.00, 8.42∼9.42, 12.5Hz 등 매우 폭넓은 분포를 보이는 것으로 확인되었다. 결과적으로 앞의 지반운동 전체를 놓고 볼 때, 동조질량감쇠기의 효과는 수평지반운동이 결과에 지배됨을 알았다. 아울러, 수평지반운동과 수직지반운동 모두 동조질량감쇠기의 감쇠비가 증가 할수록 주 시스템의 설치후변위÷설치전변위가 감소하는 것으로 나타났다. 즉 동조질량감쇠기의 감쇠비의 증가와 동조질량감쇠기의 효과는 비례하는 것으로 확인된다. 하지만 동조질량감쇠기의 감쇠비가 0.4보다 작은 구간에서는 동조질량감쇠기의 설치가 오히려 주 시스템의 최대변위응답을 증가시킨다는 것이 확인되었다. 그리고 주 시스템의 감쇠비가 0.6보다 큰 구간에서는 동조질량감쇠기가 효과가 없는 것으로 나타났다. 즉 주 시스템의 감쇠비는 0.6 이하에서 동조질량감쇠기의 감쇠비는 0.4 이상에서 주 시스템의 설치 전 변위보다 설치 후 변위가 작다. 이밖에 상기 지반운동에 대해 동조질량감쇠기가 효과를 보이는 구역, 즉 주 시스템의 설치후변위÷설치전변위가 1.0 이하인 구역의 경계는 동조질량감쇠기의 감쇠비와 주 시스템의 감쇠비가 서로 관련되어 있음을 알았다. 이 유효범위의 경계선은 3차 함수로 표현될 수 있어 동조질량감쇠기의 유효 감쇠비 추천식을 제안하였다.
This study is about the vibration reduction effect of a structure with a tuned mass damper subject to the seismic loads that have a wide frequency band. For this analysis, The Fourier analysis of the ground motion is implemented to obtain predominant frequencies and the modal analysis and the numeri...
This study is about the vibration reduction effect of a structure with a tuned mass damper subject to the seismic loads that have a wide frequency band. For this analysis, The Fourier analysis of the ground motion is implemented to obtain predominant frequencies and the modal analysis and the numerical evaluation is used to solve two degree of freedom system with linear classical damping. The ground motions of the 29 earthquakes (24 horizontal, 5 vertical), 1940 El Centro, etc., are analysed through Fourier analysis and found the 10 predominant frequencies. The result is that the horizontal motions have the distribution of 0.39∼3.27Hz and the vertical motions are distributed among 0.34∼2.16, 4.36∼5.00, 8.42∼9.42 and 12.5Hz. The horizontal ground motions, eventually, dominate tuned mass damper effect. and the maximum displacement response ratio (maximum displacement after installation of damper/maximum displacement before installation) of the main system decreases as the damping ratio of the tuned mass damper increase for the whole ground motions. The increase of the damping ratio of the tuned mass damper leads to decrease the maximum displacement response ratio of the main system. However, the damping ratio of the tuned mass damper less than 0.4 makes a greater maximum displacement response of the main system and the main system with the damping ratio greater than 0.6 has no benefit from the tuned mass damper. In the ground motion that the maximum displacement response ratio of the main system is under 1.0, the damping ratio of the tuned mass damper and the damping ratio of the main system are confirmed to be linked to each other. The equation that define the border of the effective range is proposed as follow, a cubic function of the damping ratio
This study is about the vibration reduction effect of a structure with a tuned mass damper subject to the seismic loads that have a wide frequency band. For this analysis, The Fourier analysis of the ground motion is implemented to obtain predominant frequencies and the modal analysis and the numerical evaluation is used to solve two degree of freedom system with linear classical damping. The ground motions of the 29 earthquakes (24 horizontal, 5 vertical), 1940 El Centro, etc., are analysed through Fourier analysis and found the 10 predominant frequencies. The result is that the horizontal motions have the distribution of 0.39∼3.27Hz and the vertical motions are distributed among 0.34∼2.16, 4.36∼5.00, 8.42∼9.42 and 12.5Hz. The horizontal ground motions, eventually, dominate tuned mass damper effect. and the maximum displacement response ratio (maximum displacement after installation of damper/maximum displacement before installation) of the main system decreases as the damping ratio of the tuned mass damper increase for the whole ground motions. The increase of the damping ratio of the tuned mass damper leads to decrease the maximum displacement response ratio of the main system. However, the damping ratio of the tuned mass damper less than 0.4 makes a greater maximum displacement response of the main system and the main system with the damping ratio greater than 0.6 has no benefit from the tuned mass damper. In the ground motion that the maximum displacement response ratio of the main system is under 1.0, the damping ratio of the tuned mass damper and the damping ratio of the main system are confirmed to be linked to each other. The equation that define the border of the effective range is proposed as follow, a cubic function of the damping ratio
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