초록 ▼

o 단층 래티스 돔의 지진응답 해석에 대한 이론의 분석
- IASS, 일본 건축학회, 전산구조 공학회 등의 발표논문과 인하대학교 구조해석 연구실에 비치된 기타의 논문 등
을 통하여, 대공간 구조물의 동적해석에 대한 자료수집 및 최신 연구 동향을 파악하고 분석함.
o 단층 래티스 돔의 지진응답 해석에 대한 이론의 분석 (탄성거동)
- 단위 부재의 기본 방정식의 정식화
- 전체구조물의 기본 방정식의 정식화
- 동적해석을 위한 수치해석 이론의 수집과 분석

o 단층 래티스 돔의 지진응답 해석에 대한 이론의 분석
- IASS, 일본 건축학회, 전산구조 공학회 등의 발표논문과 인하대학교 구조해석 연구실에 비치된 기타의 논문 등
을 통하여, 대공간 구조물의 동적해석에 대한 자료수집 및 최신 연구 동향을 파악하고 분석함.
o 단층 래티스 돔의 지진응답 해석에 대한 이론의 분석 (탄성거동)
- 단위 부재의 기본 방정식의 정식화
- 전체구조물의 기본 방정식의 정식화
- 동적해석을 위한 수치해석 이론의 수집과 분석
- 해석모델의 선정
o 수치해석 프로그램의 개발
- 동적해석을 위한 수치해석 프로그램 작성
- 시간이력 해석
- 해석프로그램을 통한 수치해석 수행, 해석결과 분석 및 기존 논문에 사용된 해석모델과 비교분석
o 동적 탄소성 거동에 관한 이론 분석 및 개발
- 탄소성 지진응답에 관한 외국, 국내의 보고서 및 논문을 조사, 확보하고 이를 분석하여 단층 래티스 돔의 동적
지진응답거동에 관한 알고리즘 개발
o 탄소성 지진응답 해석용 프로그램의 개발
- 단층 래티스 돔의 탄소성 거동을 분석하기 위한 모델을 선정하고 개발한 탄소성 지진응답 프로그램을 사용하여
기존 논문의 결과와 비교 분석함.
o 프로그램의 적용성 검토
- 개발된 프로그램을 실제 구조물에 적용하여 그 사용성 및 안정성 검토
o 돔의 내진 설계에서 중요한 변수로 취급되는 응답수정 계수를 제안
- 돔은 골조와는 달리 동적 거동에 고차 모드의 영향이 크기 때문에 고차모드의 영향을 반영할 수 있는 pushover
해석법을 제안
- 강성계수와 연성계수를 사용한 응답 수정계수의 평가법 제안

Abstract ▼

The summary of this study as following.
After making unit member as beam element, stiffness matrix using buckling deflection meshed, mass matrix using Hermite shape function, and damping matrix using Rayleigh damping. The joint condition selecting rigid joint which is superior to pin joint in t

The summary of this study as following.
After making unit member as beam element, stiffness matrix using buckling deflection meshed, mass matrix using Hermite shape function, and damping matrix using Rayleigh damping. The joint condition selecting rigid joint which is superior to pin joint in the meaning of raising internal force of buckling. Because rotational rigidity have a great effect on tole internal force of buckling.
Firstly, unit domes are analyzed to examine the general properties of domes.
This study uses the direct integral method and modal superposition method applied the algorithm of Newmark -β method. In Modal Superposition method it is most important to determine mode number which raising efficiency of analysis. Therefore in this study calculate effective modal mass using modal participation factor, and use mode in which sum of effective modal mass is over the 90percent of total mass. Linear acceleration method of Newmark -β algorithm is used for this analysis. If time increment is too large, it is difficult to analysis. Therefore necessary appropriate time increment. Comparing time to analysis wish the accuracy of results, and choose more efficient method. Try to compare results caused by damping ratio and rigidity A(leer analysis these overall conditions about unit dome, single layer latticed dome is analysis by choosing efficient method.
Single layer latticed dome is select model by half angle in parallel lamella dome and network dome. And natural frequency, natural period, and natural vibration mode by each shape which is linear ellen analysis. Generally single latticed dome is influenced by beth horizontal and vertical component. In case of low rise dome influence by vertical load is tremendous because the natural vibration mode of vertical component is dominant. But in case of high rise dome horizontal load is dominant vice versa.
The earthquake waves of Miyagi U-D(vertical), Miyagi N-S(horizontal), Northridge U-D(vortical), Northridge N-S(horizontal) are applied for dynamic response of respective models.
And then the second study presents the studies of the characteristics of structural behavior of single layer latticed domes with laminated rubber bearing and establishes the effectiveness of the system. After it was discovered that the wave of long natural period contains small energy comparing to the short natural period, the seismic isolation design that makes structures softly and natural periods longer has been used since 1960s, Because of this fact, a base isolation system has been invented. The base isolation system which is installed between barre and structures reduces the responses due to earthquake motions and increases the natural period of structures. A1though there are many kinds of isolator that are laminated rubber bearing, lead rubber bearing, pure friction bearing, EDF etc. LRB system as a linear elastic bearing is used In this paper.

목차 Contents

• 제1장 서론...20
• 제1절 지진하중을 받는 단층 래티스 돔의 동적 거동 특성...20
• 제2절 적층 고무 받침이 설치된 단층 래티스 돔의 구조적 거동 특성...20
• 제2장 국내외 기술개발 현황...22
• 제1절 국내외 기술개발 현황...22
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...24
• 제1절 지진하중을 받는 단층 래티스 돔의 동적 거동 특성...24
• 1. 동적 해석의 기본 방정식...24
• 가. 단위 부재의 강성 매트릭스...24
• 1)축력과 변위의 관계...24
• 2)전단력, 모멘트와 변위, 회전각의 관계...25
• 3)비틀림 모멘트와 비틀림 각의 관계...28
• 나. 단위 부재의 질량 매트릭스...30
• 1)허미트(Hermite) 형상함수의 정의...30
• 2)정합 질량(consistent mass)매트릭스의 유도...32
• 3)집중 질량(lump mass)매트릭스...35
• 다. 전체 좌표계에서의 강성매트릭스와 질량매트릭스...35
• 라. 수치해석 방법...37
• 1)감쇠(damping)매트릭스...38
• 2)운동방정식...38
• 3)직접적분법...39
• 4)모드 중첩법...44
• 마. 선형 고유값 해석...48
• 2. 단층 래티스 돔의 수치해석 결과...49
• 가. 고유값 해석의 검증...49
• 나. 단위 돔을 통한 수치해석...50
• 1)단위 돔 모델과 수치해석방법...50
• 2)담위 돔의 해석결과...52
• 다. 단층 래티스 돔의 수치해석...56
• 1)해석모델...56
• 2)선형 고유값 해석결과...58
• 라. 단층 래티스 돔의 지진 응답 해석...61
• 1)단층 래티스 돔의 지진 응답 거동...61
• 2)지진 응답 해석 결과...62
• 제2절 적층 고무받침이 설치된 단층 래티스 돔의 구조적 거동 특성...67
• 1. 면진 설계의 개요...67
• 가. 면진 설계의 정의...67
• 나. 지진격리 장치의 종류...68
• 1)적층고무받침(Laminated Rubber Bearing LRB)...68
• 2)납 삽입고무받침...69
• 3)마찰고무받침...69
• 4)R-FBI(Resilience Friction Base Isolator)...69
• 5)EDF(Electricite de France)...70
• 6)FPB(Friction Pendulum Bearing)...70
• 다. 적층 고무 받침의 구조적 특성...70
• 1)적층 고무 받침의 강성...70
• 가)수평강성...70
• 나)수직강성...71
• 2)적층 고무 받침의 허용변위...72
• 2.요소의 정식화 및 수치해석법...73
• 가. 단위부재요소의 정식화...73
• 2)전체 좌표계에서의 강성행렬과 질량행렬...77
• 나. 단층 래티스 돔의 운동방정식...80
• 1)운동방정식...80
• 2)모드 중첩법...83
• 3)Newmark-β법...84
• 3. 해석모델의 지진응답거동...86
• 가. 해석 결과의 검증...86
• 나. 단위 스타 돔의 수치해석...86
• 1)해석모델 1...87
• 2)해석모델2...93
• 3)해석모델의 거동과 고유주기...96
• 가) 해석모델1...96
• 나)해석모델 2-a)...97
• 다)해석모델 2-b)...98
• 다. 단층 래티스 돔의 수치해석...99
• 제 3절 연구결과...104
• 1. 지진 하중을 받는 단층 래티스 돔의 동적 거동 특성...104
• 2. 적층 고무 받침이 설치된 단층 래티스 돔의 구조적 거동특성...105
• 3.CSM과 DCM 비교 및 고찰...107
• 가. CSM과 DCM 비교 및 고찰...107
• 나. 검토결과...109
• 다. CSM(Capacity Spectrum Method)의 특성...109
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...111
• 제1절 연도별 연구목표...111
• 제2절 연구 개발 목표의 달성도 평가...112
• 1. 연구평가 시 착안점 및 내용...112
• 2. 연구개발목표의 달성도 및 자체평가...112
• 가. 연구개발의 달성도...112
• 나. 평가의 착안점에 따른 목표 달성도에 대한 자체평가...113
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...115
• 제1절 추가연구의 필요성...115
• 제2절 연구결과의 활용방안 및 기대 성과...115
• 1. 연구결과로서 예상되는 활용분야...116
• 2. 기대성과...116
• 가. 기술적 측면...116
• 나. 경제, 산업적 측면...117
• 제 6장 참고문헌...118