초록 ▼

연구의 목적 및 내용
지진에 대한 피해를 효율적으로 저감하기 위하여 내진보강 공사시 건축물의 가동 중단이 필요치 않은 원형 강봉을 활용한 새로운 내진보강용 댐퍼 장치를 개발하고 성능을 검증하는데 필요한 구조 실험을 수행한다. 해석을 동시에 수행하여 개발된 댐퍼 시스템에 대한 부가적 성능 평가 및 최적의 설계 방식을 제안한다.

연구개발성과
본 연구에서는 신소재를 활용하여 연성력과 복원력이 우수한 새로운 댐퍼 시스템의 개발에서부터 성능검증까지를 수행한다. 댐퍼 시스템에 사용될 신소재의 물성치 특성을 파악하고 수치

연구의 목적 및 내용
지진에 대한 피해를 효율적으로 저감하기 위하여 내진보강 공사시 건축물의 가동 중단이 필요치 않은 원형 강봉을 활용한 새로운 내진보강용 댐퍼 장치를 개발하고 성능을 검증하는데 필요한 구조 실험을 수행한다. 해석을 동시에 수행하여 개발된 댐퍼 시스템에 대한 부가적 성능 평가 및 최적의 설계 방식을 제안한다.

연구개발성과
본 연구에서는 신소재를 활용하여 연성력과 복원력이 우수한 새로운 댐퍼 시스템의 개발에서부터 성능검증까지를 수행한다. 댐퍼 시스템에 사용될 신소재의 물성치 특성을 파악하고 수치해석에 활용되는 모델을 개발하고, 시스템에 대한 역학적 거동 원리와 개념을 정립하고 이를 토대로 소재와 융합된 새로운 댐퍼 시스템을 개발한다. 개발된 댐퍼 시스템에 대한 성능을 검증하기 위하여 상세설계를 실시하고 실험체에 대한 반복하중 실험으로 댐퍼의 종류별 복원력과 에너지 소산 능력을 평가한다. 실험결과를 바탕으로 다양한 설계 파라미터별 유한요소해석 모델을 제작하고 해석결과를 바탕으로 최적의 설계 방식을 도출한다. 구조물 내에서 댐퍼 시스템이 미치는 영향력을 파악하기 위하여 시스템을 장착한 프레임 모델을 제작하고 수치해석을 수행하고, 수치해석을 통하여 부가적 성능 평가를 실시하고 개발된 댐퍼 시스템의 우수성을 입증하고자 한다.

연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
연구에서 개발된 내진보강용 댐퍼 시스템은 우수한 연성능력과 에너지 소산능력을 갖는 재료를 적용함으로써 소성변형이 심한 구조물 일부에 영구적인 설치 및 활용이 가능하며, 지진과 태풍과 같은 외력으로부터 발생하는 변형을 제어하고 구조물의 붕괴 및 파손을 막을 수 있다. 또한 보강 구조물의 외부에 설치됨에 따라 가동 중단이 불필요하기 떄문에 경제적 손실을 막을 수 있는 장점이 있어 구조물의 지속적인 사용성 확보와 유지보수 비용의 절감효과를 기대할 수 있다. 개발된 댐퍼 시스템은 국내 도입에 선도적인 역할을 할 것으로 기대하고 있으며 선진국과의 기술 격차를 감소하는데 크게 이바지 할 것으로 판단된다.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 그림목차 ... 8
• 표목차 ... 13
• 제 1 장. 서론 ... 16
• 1. 원형강봉댐퍼를 이용한 듀얼시스템의 개요 ... 16
• 가. 신소재(저항복강, 내진강)를 활용한 내진보강용 댐퍼(Damper, 감쇠) 장치의 개발 배경 ... 16
• 나. 기존 지진 피해저감 기술의 현황과 한계점 ... 18
• 다. 원형강봉댐퍼를 이용한 듀얼시스템의 내진보강용 제진장치 ... 20
• 2. 원형강봉댐퍼를 이용한 듀얼시스템의 특징 ... 20
• 가. 원형강봉댐퍼를 이용한 듀얼시스템의 내진보강용 댐퍼장치 ... 20
• 제 2 장. 내진보강용 원형강봉댐퍼의 소재 특성 및 구조성능평가 ... 24
• 1. 내진보강용 원형강봉댐퍼의 소재 시험 ... 24
• 가. 개요 ... 24
• 나. 시험 방법 ... 24
• 다. 시험 목적 ... 24
• 라. 시험 결과 ... 25
• 2. 내진보강용 원형강봉댐퍼의 구조성능 평가실험 ... 31
• 가. 개요 ... 31
• 나. 실험 방법 ... 32
• 다. 실험 결과 ... 35
• 제 3 장. 내진보강용 원형강봉댐퍼의 유한요소해석 ... 42
• 1. 해석 계획 및 방법 ... 42
• 가. 해석 모델링 ... 42
• 나. 내진보강용 원형강봉댐퍼 유한요소해석의 변수설정 및 해석 모델 리스트 ... 43
• 2. 원형강봉댐퍼 유한요소해석모델의 해석 결과 ... 44
• 가. 해석 결과 ... 44
• 나. 직경-길이비 변수에 따른 원형강봉댐퍼의 특성 ... 47
• 제 4 장. 원형강봉댐퍼를 이용한 듀얼시스템 적용 2층 철근콘크리트 구조물의 반복 횡하중 가력 실험 ... 50
• 1. 실험 개요 ... 50
• 2. 실험 계획 ... 50
• 가. 실험체 설계 ... 50
• 나. 실험체 설치 ... 56
• 다. 실험 결과 ... 62
• 3. 소결론 ... 72
• 제 5 장. 원형강봉댐퍼를 이용한 듀얼시스템의 설계범위 ... 74
• 1. 응답해석계획 ... 74
• 가. 해석모델 및 방법 ... 74
• 나. 해석 방법 ... 79
• 2. 원형강봉댐퍼를 적용한 듀얼시스템의 응답특성 분석 ... 82
• 가. 주기 비율에 따른 듀얼시스템의 응답특성 ... 82
• 나. 변형 비율에 의한 듀얼시스템의 응답특성 ... 94
• 다. 내력 비율에 의한 듀얼시스템의 응답특성 ... 103
• 3. 해석결과를 통한 듀얼시스템의 설계범위 ... 114
• 제 6 장. 듀얼시스템의 내진성능평가를 위한 응답해석 ... 122
• 1. 응답해석 개요 ... 122
• 2. 응답해석 계획 ... 122
• 가. 해석모델 계획 ... 122
• 나. 입력지진파 특성 및 복원력 특성 ... 128
• 3. 다질점 응답해석 결과 및 분석 ... 130
• 가. 각 층별 댐퍼의 특성 ... 130
• 나. 듀얼시스템의 응답특성 ... 131
• 다. 구조부재의 손상 평가 ... 136
• 4. 듀얼시스템의 최적 항복전단력 계수 분포 제안 ... 140
• 제 7 장. 원형강봉댐퍼를 이용한 듀얼시스템의 설계 프로세스 ... 144
• 1. 설계 절차 ... 144
• 2. 설계 예제를 통한 듀얼시스템의 성능검증 ... 147
• 가. 예제 구조물 ... 147
• 나. 설계 절차에 따른 듀얼시스템 설계 ... 148
• 다. 예제구조물의 응답해석 통한 성능검증 ... 152
• 3. 원형강봉댐퍼를 이용한 듀얼시스템의 시방서 ... 155
• 가. 공법 개요 ... 155
• 나. 공정계획 ... 156
• 다. 예정공정표 ... 157
• 라. 시공계획 ... 158
• 제 8 장. 결론 ... 162
• 참고문헌 ... 166
• 끝페이지 ... 170