건축구조 지진·진동 응답을 위한 비선형 해석 기반 패시브 제어 설계 연구

Nonlinear analysis based passive control design for seismic and vibration response of building structures

연구 내용

건축구조의 지진 응답을 3차원 비선형 유한요소해석으로 정량화하고, SMA 기반 패시브 제어 요소를 포함한 내진성능 설계안을 도출하는 연구

건축구조의 지진 및 진동 거동을 대상으로, SMA 기반 패시브 제어 요소가 구조 응답에 미치는 영향을 비선형 해석 관점에서 다룹니다. 3차원 비선형 유한요소해석을 활용해 부재와 접합부의 비선형 거동을 반영하고, 반복하중에서의 강성·강도 변화와 히스테리시스 특성을 구조 성능 지표로 연결합니다. 또한 대각 가새 프레임의 재중심 거동과 편심 가새 프레임의 슬릿 댐퍼 소산, 그리고 castellated 합성기둥의 원상복원 능력을 일관된 해석 틀에서 비교함으로써 패시브 제어 설계 근거를 확보합니다.

관련 프로젝트

3건

연구 흐름

프로젝트와 논문 흐름은 2020년대 초부터 SMA 기반 내진보강의 성능을 해석과 거동 특성으로 연결하는 방향으로 진행되었습니다. 2021~2022년에는 SMA 선재 가새와 SMA 슬릿 댐퍼가 포함된 프레임의 반복 거동을 다루며, 히스테리시스와 내진성능을 중심으로 응답 특성을 확인했습니다. 이후 2020~2023년 수행 과제에서는 castellated 합성기둥에 초탄성 SMA를 적용하여 3차원 비선형 유한요소해석 기반의 성능 향상 기법을 정립했습니다. 현재는 프레임과 기둥 시스템을 포괄하는 패시브 제어 관점의 설계·평가 틀로 확장하는 단계입니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

3차원 비선형 유한요소해석 절차
패시브 제어 기반 내진설계 프레임
SMA 기반 성능지표 정의
가새-댐퍼-기둥 연계 평가
반복하중 응답 예측
구조형식별 성능 비교 방법
재중심 성능 검증 체계
원상복원 기반 내진보강 설계
성능 기반 보강 상세도출
지진 후 기능성 유지 설계