$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

저층 경량건물의 고성능 내진을 위한 복합면진시스템의 적용
Application of Hybrid Seismic Isolation System to Realize High Seismic Performance for Low-rise Lightweight Buildings 원문보기

LHI journal of land, housing, and urban affairs, v.4 no.2, 2013년, pp.185 - 192  

천영수 (한국토지주택공사 토지주택연구원)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

이 논문에서는 저층 경량건물을 대상으로 고성능 내진을 구현하기 위하여 적용된 복합면진시스템의 적용효과가 비선형해석과 현장실험을 통하여 제시되었다. 이 연구에서 적용된 복합면진시스템은 슬라이딩베어링(sliding bearing)과 적층고무베어링(laminated rubber bearing)을 혼용하는 방법으로 전체 면진시스템의 고유주기를 신장시키는데 있어서 적층고무베어링이 지니는 한계를 극복하기 위한 것이다. 비선형해석결과, 복합면진시스템을 채용하여 설계된 면진건물은 아주 드물게 발생하는 강진에 대해서도 최대응답변위가 허용설계변위 이내이며, 최대응답전단력이 설계지진력 이하이므로 안전하게 유지될 수 있음을 알 수 있었다. 또한 현장실험결과, 면진층의 강성은 설계 등가강성 값의 약 95.8%에 해당하는 값을 나타내 전체 면진시스템의 실제 특성이 설계값과 잘 일치하고 있음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study presents application effects of hybrid seismic isolation system to realize high seismic performance for low-rise lightweight buildings through a non-linear analysis and onsite experiments. The complex seismic isolation system applied in this study is a method of mixing sliding bearing and...

주제어

#저층 경량건물   #면진   #복합면진시스템   #비선형시간해석   #현장실험  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 최근 연구결과(Toshiyuki, 2000)에 따르면 이러한 어려움은 저마찰력을 지닌 슬라이딩형 면진장치를 혼용함으로서 해결 가능한 것으로 보고되고 있으나 아직까지 국내에서 이러한 시스템의 사용을 고려한 적은 없다. 따라서 이 연구에서는 기존 연구결과를 준용하여 면진건물에 복원력을 확보하기 위한 적층고무베어링과 함께 건물 전체무게의 57%를 지지하는 슬라이딩베어링이 저층 경량건물의 고성능 면진을 위하여 적용되었다. 이 연구에서 제안된 복합면진시스템은 지진 시 건물의 주기가 슬라이딩베어링이 미끄러지는 동안 단지 적층고무베어링의 강성에 의해 결정되기 때문에 면진건물의 공진주기를 4-5초까지 상당히 길게 가져갈 수 있다.
  • 이 논문에서는 저층 경량건물의 고성능 내진을 위한 복합면진시스템이 제안되었으며, 그 적용효과가 비선형시간이력 해석과 현장실험을 통하여 검증되었다. 해석과 실험을 통하여 얻은 결론은 다음과 같다.
  • 이와 같이 면진층의 강성에 영향을 주지 않는 슬라이딩베어링을 적층고무베어링과 혼용하는 경우 지진 시 면진 건물의 주기는 오직 적층고무베어링의 강성에 의해 좌우되므로 면진장치의 혼용비율에 따라 면진의 성능이 달라지게 되며, 슬라이딩베어링의 마찰계수에 따라 전체 면진시스템의 구동레벨이 결정되므로 항복레벨에 대한 고려에 주의하여야 한다. 이 연구에서는 이러한 점에 주의하여 설계용 풍하중에 대한 전단력계수(V/W) 0.01, 면진장치 전체의 항복전단력 계수 0.024, 설계입력지진동 20Kine을 목표로 설계하였다. 슬라이딩베어링은 여러가지 종류가 있으나 이 연구에서는 시공성과 현장적용성을 고려하여 그림 2(b)와 같은 미끄러짐 형식의 면진장치(BSL)를 채용하였으며, 각 면진장치의 제원은 표 1~표 3과 같다.

가설 설정

  • 면진장치는 적층고무베어링과 슬라이딩베어링의 복원력 특성에 따라 복합 구성된 이력특성을 갖는 스프링으로 치환하여 모델링하였다. 상부 구조물의 감쇠값은 1차 고유모드 진동에 대하여 2% 상당의 강성비례형 점성감쇠로 가정하였으며, 면진층은 이력감쇠 이외에 점성감쇠를 고려하지 않았다. 응답해석을 위한 입력지진동은 El Centro NS(1940), Taft EW(1952), Hachinohe NS(1968), Hachinohe EW(1968), KKAW 2M7, KKAW 2M8로 총 6개의 지진동을 사용하였으며, 마지막 2개의 지진동은 인공지진파로서 설계된 건물의 성능한계를 확인할 목적으로 지진동의 지속시간을 M7(60 sec.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
면진기술이 건물 및 구조물의 성능향상에 있어 실무적인 해결책으로 여겨지는 이유는 무엇입니까? 면진기술은 현재 지진지역에서 내진설계의 효과가 상대적으로 작은 강성구조물과 같은 신축건물은 물론이고 내진설계가 되어 있지 않은 기존건물에 대해서도 효과적으로 적용시킬 수가 있기 때문에 설치공법의 단순함 그리고 지진하중에 대한 진동제어 효과의 탁월성 등으로 인하여 세계 여러나라에서 강진으로부터 중요한 건물들을 보호하고, 구조물의 장수명화와 내진성능 향상을 도모하기 위한 실무적인 해결책으로서 받아들여지고 있다(Gao, 2006; Adriana, 2008; Pan et. al.
면진시스템은 어떻게 구성됩니까? 면진시스템은 기초와 상부 구조물 사이에 베어링과 감쇠장치를 설치함으로서 구성된다. 베어링은 건물의 1차 고유진동수를 설계지진동의 지배 진동수로부터 멀어지게 이동시키기 위하여 요구되는 유연성을 제공하며, 이러한 조치는 관성 력과 가속도를 크게 감소시키는 결과를 가져온다.
고유주기의 신장 측면에서 적층고무 면진장치가 지니는 한계점은 무엇입니까? 하지만 적층고무 면진장치는 장치 자체가 가지고 있는 물성 때문에 전체 면진시스템의 고유주기를 신장시키는데 있어서 어느 정도 능력의 한계가 있다. 특히 이 연구에서 대상으로 하고 있는 바와 같이 저층이면서 경량인 건물의 경우에는 장치의 적정 면압을 얻기 위하여 작은 크기의 장치를 사용할 수 밖에 없게 되고, 이로 인하여 변형능력이 감소함으로서 건물의 주기를 목표로 하는 주기까지 신장시키는데 한계를 갖게 된다. 또한 연직방향의 지지능력을 확보하기 위하여 적층고무의 전단탄성계수 값을 일정 수준 이하로 저하시키기 어려운 점도 적층고무 면진장치 만으로 동 건물의 고성능 면진을 어렵게 만드는 요인이라 할 수 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (7)

  1. 주택도시연구원, DRB동일(2005), "면진기법 시험적용 및 성과분석", 대한주택공사. 

  2. Toshiyuki, S. (2000), "Comparison of seismic response between bridge with sliding-type base-isolation system and that with laminated rubber bearing", Proceeding of 12WCEE, Paper No.1221. 

  3. Gao, X. (2006), "Analysis on the Current State and Tendency of Seismic-isolated Retrofit Technology in China", Proceedings of International Seminar on seismic isolation, Lec. 4: 65-78. 

  4. Adriana, G. (2008), "Base isolation in architecture", Proceedings of the 14th World Conference on Earthquake Engineering. 

  5. Pan, P., L. P. Ye, W. Shi, H. Y. Cao (2012), "Engineering practice of seismic isolation and energy dissipation structures in China", Science China Technological Sciences, 55(11): 3036-3046. 

    상세보기 crossref

  6. Warn, G. P. and K. L. Ryan (2012), "A Review of Seismic Isolation for Buildings: Historical Development and Research Needs", Buildings, 2(3): 300-325. 

    상세보기 crossref

  7. Higasino, M., N. Kani, Y. Ohta and H. Hamaguchi (2012), "State of the art of the development and application of seismic isolation and energy dissipation technologies for buildings in Japan", Seismic Control Systems, State-of-the-art in Science and Engineering, 59: 208-217. 

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로