2자유도 동시 가력 실시간 하이브리드실험 기법에 의한 RC교각의 내진성능평가 :Seismic Performance Evaluation of RC Bridge Pier by Real-Time Hybrid System with 2-DOF simultaneously Loading System

이진행

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이진행 (명지대학교, 명지대학교 대학원)

지도교수: 김철영

발행연도: 2018

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2018

2자유도 동시 가력 실시간 하이브리드실험 기법에 의한 RC교각의 내진성능평가

이진행 토목환경공학과 2018.01 학위논문

RC교각을 이용한 실시간 하이브리드 실험 시스템의 적용성 연구

이진행 , 박민석 , 채윤병 외 1명 한국지진공학회 논문집 2018.01 학술저널

2017

저속 및 실시간 하이브리드 실험을 이용한 RC 교각 모형의 내진성능평가

이진행 , 박민석 , 정대성 외 1명 대한토목학회 학술대회 2017.10 학술대회자료

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구조물의 지진하중, 빠른 동적 하중에 의한 거동을 연구하기 위한 수치해석 및 실험적 연구 등이 국내외 활발하게 이뤄지고 있다. 해석적 연구의 경우 재료의 불확실성, 거동 예측이 실험적 연구에 비해 어렵다. 실험적 연구의 경우 직접 실험을 통해 얻어진 값을 통해 평가를 실시하기 때문에 정확도가 높다.
실험을 통한 기존 내진성능평가 방법은 준정적(의사정적)실험, 유사동적실험, 진동대실험이 사용되어 왔다. 이 중 진동대실험은 실제 지반거동과 이에 따른 구조물의 진동을 가장 실제적으로 모사할 수 있는 장점이 있으나 진동대 규모에 따른 축소모형 사용으로 크기효과에 의한 오차가 크다. 이러한 단점들을 극복하기 위해 개발된 실현 가능한 대안으로 하이브리드실험에 대한 연구가 진행되고 있다.
하이브리드실험은 지진이 발생하였을 때 전체 구조물의 거동에 큰 영향을 미치는 부재를 직접 유사동적실험을 수행하고 나머지 구조물은 부구조계기법을 사용하여 수치해석을 수행한다. 이들 각각의 결과를 동시에 연계함으로써 보다 실제 가까운 구조물의 내진거동을 모사하는 실험방법이다. 본 논문에서는 비선형 거동의 모사가 복잡한 사각형단면 RC교각을 이용하여 진동대실험과 저속하이브리드실험, 실시간하이브리드 실험을 비교 분석하여 시스템의 신뢰성 및 적용성을 검증하였으며, 진일보하여 실제 교각에 많이 쓰이는 원형단면의 RC교각을 이용하여 3기의 Actuator를 동시에 실시간 제어하는 하이브리드실험 시스템을 구축하고, 구축한 시스템을 이용하여 저속 및 고속 준정적실험을 통해 가력속도에 따른 RC 교각의 영향을 분석하였다.

Numerical analysis and experimental study to study the behavior of structure with seismic load and fast dynamic load are being actively conducted both home and abroad. In analytical studies, uncertainty of materials and prediction of behavior are difficult compared with experimental studies. In the case of experimental studies, the accuracy is high because the evaluation is carried out through the values obtained through the direct experiment.
Quasi-static experiments, quasi-dynamic experiments, and Shaking table tests have been used for the conventional seismic performance evaluation methods through experiments. The Shaking table test has the advantage of simulating the actual ground motion and the vibration of the structure as closely as the real case, but the error due to the size effect is large due to the shrinking model in accordance with the shaking table size.
To overcome these drawbacks, hybrid experiments are being conducted as feasible alternatives. Hybrid experiments directly perform similar dynamic experiments on materials that have a big effect on the behavior of the entire structure when an earthquake occurs. And the remaining structures use sub-structure techniques to perform numerical analysis. It is an experimental method to simulate the seismic behavior of structures actually rather close by connecting these results simultaneously. In this paper, we verified the reliability and applicability of the system, by comparing and analyzing the shaking table test, the slow hybrid test, and the real-time hybrid test using the square RC pier which is difficult to simulate nonlinear behavior. Pushing a step further, we have constructed a hybrid experimental system that simultaneously controls three Actuators in real time by using RC piers with a circular cross section, which is frequently used for actual piers. And by using the constructed system, we analyzed the effect of RC bridge piers according to the pulling speed through slow and fast quasi static test.

#실시간하이브리드실험 #2자유도 동시가력 시스템 #RC교각

그림목차 iv
표목차 vi
국문초록 vii
제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구 동향 2
1.2.1 국외 연구 동향 2
1.2.2 국내 연구 동향 3
1.3 연구 방법 4
제 2 장 내진성능 평가를 위한 기존의 실험방법 5
2.1 준정적실험 5
2.2 유사동적실험 6
2.3 진동대실험 7
제 3 장 하이브리드실험 기법과 수치해석 8
3.1 하이브리드실험의 개요 8
3.2 수치해석 프로그램 소개 9
3.2.1 OpenSees 9
3.2.2 Simulink 10
3.3 수치적분법 11
제 4 장 실시간, 2자유도 동시 가력 하이브리드실험 14
4.1 실시간 하이브리드실험 14
4.1.1 실시간 하이브리드실험 시스템 14
4.1.2 ATS(Adaptive Time Series) Compensator 16
4.1.3 실시간 하이브리드실험 과정 17
4.2 2자유도 동시 가력 실시간하이브리드 실험 19
4.2.1 2자유도 동시 가력 실시간 하이브리드실험 개요 19
4.2.2 D-ATS (Displacement-based force control method with ATS compensator) 20
4.2.3 2자유도 동시 가력 하이브리드실험 시스템 21
제 5 장 사각형 RC교각 진동대, 저속 및 고속 하이브리드실험 27
5.1 실험모델 27
5.2 실험개요 29
5.2.1 진동대실험 29
5.2.2 준정적실험 31
5.2.3 저속 및 실시간 하이브리드실험 33
5.3 전체 실험 결과 분석 34
제 6 장 원형 RC교각 2자유도 동시 가력 실험 36
6.1 실험모델 36
6.2 2자유도 동시 가력 저속 및 고속 준정적실험 38
6.2.1 2자유도 동시 가력 저속 및 고속 준정적실험 개요 38
6.2.2 저속 및 고속 준정적실험 결과 및 분석 40
6.3 2자유도 동시 가력 실시간 하이브리드실험 45
6.3.1 2자유도 동시 가력 실시간 하이브리드실험 개요 45
6.3.2 2자유도 동시 가력 실시간 하이브리드실험 결과 및 분석 47
제 7 장 결론 및 향후과제 49
참고문헌 51
부록 56
Abstract 58

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