표제지
목차
기호 10
국문요약 12
제1장 서론 14
1.1. 연구 배경 및 목적 14
1.2. 연구 내용 및 방법 16
1.3. 연구 동향 19
1.3.1. 편심가새골조와 슬릿댐퍼에 대한 연구 동향 19
1.3.2. 형상기억합금에 대한 연구 동향 21
제2장 이론적 고찰 24
2.1. 편심가새골조 시스템 24
2.1.1. 편심가새골조의 개요 24
2.1.2. 편심가새골조의 이력거동 및 소성 메커니즘 25
2.1.3. 편심가새골조의 기준 27
2.2. 형상기억합금(SMA) 41
2.2.1. 형상기억합금의 개요 41
2.2.2. 이론적 고찰 44
2.2.3. 역학적 성질 47
제3장 대각 편심가새골조의 동적 거동 48
3.1. 3차원 유한요소 해석모델 48
3.1.1. 슬릿댐퍼를 적용한 대각 편심가새 골조 모델링 49
3.1.2. 3차원 유한요소 해석방법 51
3.1.3. 3차원 유한요소 해석의 변수 및 해석모델명 55
3.2. 3차원 유한요소 해석결과 57
3.2.1. 가새 물성치에 따른 비교 57
3.2.2. 슬릿개수에 따른 비교 78
3.2.3. 링크 물성치에 따른 비교 90
제4장 SMA를 적용한 슬릿댐퍼의 이력거동 103
4.1. 선행 해석연구 103
4.2. 3차원 유한요소 해석모델 103
4.3. 3차원 유한요소 해석결과 106
1) 파괴모드 및 응력분포 106
2) 하중 변위 이력곡선 114
3) 동적거동 비교·분석 118
제5장 결론 119
참고문헌 121
ABSTRACT 126
표 2.1. SMA와 일반강재의 역학적 성질 비교 44
표 3.1. 일반 강재의 재료성질 (Yoo et al. 2007) 53
표 3.2. 슬릿댐퍼를 갖는 대각 편심가새골조 해석모델 개요 56
표 3.3. 슬릿댐퍼를 갖는 대각 편심가새골조의 최대변위 및 최대응력 77
표 3.4. 슬릿개수에 따른 대각 편심가새골조의 최대변위 및 최대응력 89
표 3.5. 링크의 물성치에 따른 대각 편심가새골조의 최대변위 및 최대응력 102
표 4.1. 형상기억합금 Bar를 적용한 슬릿댐퍼의 해석모델 개요 105
표 4.2. 형상기억합금 Bar를 갖는 슬릿댐퍼의 잔류변위 및 최대응력 118
그림 1.1. 최근 국내지진 발생추이 (1978년 ~ 2018년) 14
그림 1.2. 연구 흐름도 18
그림 2.1. 편심가새골조 설치 사례 24
그림 2.2. 일반적인 펀심가새골조의 형태 (Michel Bruneau et al, 2011) 25
그림 2.3. 편심가새골조 소성 메커니즘 (Michel Bruneau el al, 2011) 26
그림 2.4. CBF와 EBF의 변형된 형태 비교 (Michel Bruneau et al, 2011) 26
그림 2.5. 보강에 따른 링크의 반복시험 비교 (Malley and Popov 1983) 28
그림 2.6. 보강에 따른 링크의 반복응답 비교 (Hjelmstad and Popov 1983) 29
그림 2.7. 링크의 변형과 자유체도 29
그림 2.8. EBF 시스템의 링크 길이 분류 32
그림 2.9. 링크 길이에 따른 파괴모드 33
그림 2.10. 단순 편심가새골조의 e/L에 따른 강성 변화 35
그림 2.11. 링크의 회전 메커니즘 35
그림 2.12. 편심비에 따른 EBF 극한강도에 따른 강도 변화 37
그림 2.13. SMA의 오스테나이트상태와 마르텐자이트 상태 42
그림 2.14. 형상기억합금의 형상기억능력 및 초탄성 효과 42
그림 2.15. 형상기억합금의 이력거동 43
그림 2.16. 형상기억합금의 응력-변형률 관계 47
그림 3.1. 슬릿댐퍼를 적용한 대각 편심가새골조의 기하학적 형상 50
그림 3.2. 슬릿댐퍼를 적용한 대각 편심가새골조의 유한요소 모델 51
그림 3.3. 대각 편심가새골조에 작용하는 단조증가 반복 변위하중 이력 52
그림 3.4. 부재의 응력-변형률 관계 54
그림 3.5. SMA의 응력-변형률 곡선 및 재료특성 (DesRoches et al. 2004) 54
그림 3.6. DE-SL-5-70-6 변형형상 및 응력분포 59
그림 3.7. DE-SL-5-75-6 변형형상 및 응력분포 61
그림 3.8. DE-SL-5-75-9 변형형상 및 응력분포 63
그림 3.9. DE-SL-5-80-7 변형형상 및 응력분포 65
그림 3.10. DE-SL-5-90-8 변형형상 및 응력분포 67
그림 3.11. DE-SL-5-90-10 변형형상 및 응력분포 69
그림 3.12. DE-SL-5-130-9 변형형상 및 응력분포 71
그림 3.13. 가새 물성치에 따른 대각 편심가새 골조의 하중-변위 이력곡선 76
그림 3.14. DE-SL-NS-80-6 변형형상 및 응력분포 80
그림 3.15. DE-SL-3-80-6 변형형상 및 응력분포 82
그림 3.16. DE-SL-5-80-6 변형형상 및 응력분포 84
그림 3.17. DE-SL-7-80-6 변형형상 및 응력분포 86
그림 3.18. 슬릿개수에 따른 대각 편심가새 골조의 하중-변위 이력곡선 89
그림 3.19. DE-5-90-6 변형형상 및 응력분포 93
그림 3.20. DE-5-100-7 변형형상 및 응력분포 96
그림 3.21. DE-5-150-10 번형형상 및 응력분포 99
그림 3.22. 링크 물성치에 따른 대각 편심가새 골조의 하중-변위 이력곡선 101
그림 4.1. SMA Bar를 적용한 슬릿댐퍼의 유한요소 모델 104
그림 4.2. 선행연구률 참고하여 설계한 슬릿댐퍼의 유한요소 모델 105
그림 4.3. SD-1 변형형상 및 응력분포 107
그림 4.4. SD-2 변형형상 및 응력분포 108
그림 4.5. SD-3 변형형상 및 응력분포 109
그림 4.6. SD-4 변형형상 및 응력분포 110
그림 4.7. SD-5 변형형상 및 응력분포 111
그림 4.8. SD-6 변형형상 및 응력분포 112
그림 4.9. SD-7 변형형상 및 응력분포 113
그림 4.10. 형상기억합금 Bar를 갖는 슬릿댐퍼의 하중-변위 이력곡선 117