-
1. μ λ‘
-
2. μ€ν μμ€ν
-
2.1 μμ€ν
κ°μ
-
2.2 ATS (Adaptive Time Series) Compensator
-
2.3 μμ§νμ€ μ μ΄ μμ€ν
-
3. λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€ν
-
3.1 μ€ν μΈν
-
3.2 μ μ λ° κ³ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€ν
-
3.3 μ μ λ° κ³ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€ν
-
3.4 μ€νκ²°κ³Ό λ° λΆμ
-
4. μμΉν΄μ
-
4.1 ν΄μ λͺ¨λΈ
-
4.2 μ¬λ£ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ
-
4.3 ν΄μ κ²°κ³Ό
-
5. κ²° λ‘
1. μ λ‘
κ° μμ¬μ λμ νμ€μ μν μν₯κ³Ό κ΄λ ¨λ μ°κ΅¬λ λ§μ μ°κ΅¬μλ€μ μν΄ μνλμ΄μμΌλ©°, λΆμ¬ λλ μ 체 ꡬ쑰물μ λμ νμ€μ μν κ±°λμ νμ
νλλ°
μ€μν μ°κ΅¬μ΄λ€. κ° μμ¬μ λν μΈμ₯ μ€ν μ μλμ μν μν₯μ Boyce and Dilmore(2009), Kim et al.(2013), Yu et al.(2009) λ± μ¬λ¬ μ°κ΅¬μμ μν΄ μ€ν μ°κ΅¬κ° μνλμμΌλ©°, μΌλ°μ μΌλ‘ κ° μμ¬μ μΈμ₯ μ€ν μ μ¬νμλκ° λΉ λ₯Ό κ²½μ° κ°μ±, ν볡 λ° μΈμ₯κ°λκ° μ¦κ°λλ κ²½ν₯μ
보μλ€. λν, μΈμ₯κ³Ό μμΆ μ€ν μ μ¬νμλμ μν μν₯ λΉκ΅ μ°κ΅¬λ Meyer and Abdel-Malek(2000)μ μν΄ μ°κ΅¬κ° μνλμμΌλ©°, μμΆλ³΄λ€ μΈμ₯ μ€νμ μν κ±°λμ΄ μ¬νμλμ μν μν₯μ λ λ§μ΄ λ°λ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. νμ§λ§, μ ν΄μ§ λ³μλ₯Ό κΈ°λ₯
μ€ν체μ κ°νμ¬ νμ€-λ³μ μ΄λ ₯μΌλ‘ λΆμ¬μ νμμ± λ° κ·Ήν κ°λλ₯Ό νμ
ν μ μλ μ€νμΈ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ κ²½μ°, μμΆκ³Ό μΈμ₯μ΄ λμμ μμ©νμ¬
μ€ν μ μ¬νμλμ μν μν₯μ μ¬λ£ λ¨μμ λν μ€νκ³Όλ λ€λ₯Έ κ²°κ³Όλ₯Ό λ³΄μΌ μ μλ€. λν, κΈ°μ‘΄μ μ€μ μ μΌλ‘ μννλ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ μ€νμ λλ¦° μλλ‘
λ³μλ₯Ό κ°νλ―λ‘ μ§μ§κ³Ό κ°μ λμ νμ€μ μν λΆμ¬μ νΉμ±μ νμ
νκΈ°λ μ΄λ €μ°λ©° μ΄μ κ΄λ ¨λ μ°κ΅¬λ λ―ΈλΉνλ€.
μ€ν λΆμ¬μΈ κΈ°λ₯κ³Ό κ°μ μΆλ°©ν₯ λΆμ¬μ ν‘λ°©ν₯μΈ μνλ°©ν₯ κ°λ ₯ μ κ±°λμ κΈ°λ₯ λΆμ¬μ μΆλ ₯μΈ μμ§νμ€μ ν° μν₯μ λ°λλ€. μΌλ°μ μΌλ‘ μμ§ λ°©ν₯λ°©ν₯
νμ€μ μνλ°©ν₯μ κ°μ±μ μ¦κ°μν€μ§λ§ ν볡 ν μ°μ±λλ₯Ό κ°μμν€κ³ P-Delta ν¨κ³Όμ μν΄ λ λΉ λ₯Έ λΆμ¬μ νκ΄΄λ₯Ό μ λ°νλ€. λ°λΌμ, λ μ νν
ꡬ쑰물μ μ±λ₯μ λΆμνκΈ° μν΄μλ μμ§νμ€μ΄ κ°ν΄μ§ μνμ λΆμ¬ μ€νμ μ§νν΄μΌ νμ§λ§ μ€μ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμμ μ€μκ°μΌλ‘ μμ§ λ°©ν₯ νμ€μ
κ°νλ©΄μ μ€νμ μνν κ²½μ° μνλ°©ν₯ λ³μμ μν₯μΌλ‘ μ€μ ν μμ§ λ°©ν₯ νμ€μ΄ μ€μκ°μΌλ‘ λ³νλ―λ‘ λͺ©ννλ μμ§ λ°©ν₯ νμ€μ μ μ§νλ κ²μ μ΄λ €μ°λ©°
κ³ μμΌλ‘ μ§νλλ μ€νμ κ²½μ° λΆμ¬μ μ§μ μ μΌλ‘ μμ§ λ°©ν₯ νμ€μ μ€μκ°μΌλ‘ μ μ΄νλ κ²μ κ±°μ λΆκ°λ₯νλ€. λ°λΌμ λλΆλΆμ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ
μμ§ λ°©ν₯ νμ€ μ μ΄κ° λΉκ΅μ μ½λλ‘ μ€μ μ μΌλ‘ μ΄λ£¨μ΄μ Έ μμ§λ§, μ΄ λν μΆλ°©ν₯ λΆμ¬μ κ²½μ° μΆλ°©ν₯ κ°μ±μ΄ λ§€μ° μ»€ μμ λ³μμλ ν° μΆλ ₯μ΄ λ°μνλ―λ‘
μνλ νμ€μ μ μ§νλ κ²μ΄ μ½μ§ μλ€. μ΄λ¬ν μν₯μΌλ‘ κΈ°μ‘΄ μ°κ΅¬μμλ μΌμ ν μμ§νμ€μ μ μ§νμ§ λͺ»νκ±°λ Kabeyasawa et al.(2014), Park et al.(2015)μ μ°κ΅¬μ κ°μ΄ μ€μ μ μ€νμ μννλ μκ° λμ μλμΌλ‘ μμ§ λ°©ν₯ μ μκ°λ ₯κΈ°λ₯Ό λ³μλ‘ μ μ΄νμ¬ μμ§ λ°©ν₯ νμ€μ μ μ§νλ©° μ€νμ μννμλ€.
λ³Έ λ
Όλ¬Έμμλ Chae et al.(2013)μ΄ μ μν ATS Compensatorλ₯Ό μ μ©ν MATLabκΈ°λ° κ³ μ 2μΆ μ μ΄ μμ€ν
κ³Ό μ νν μμ§νμ€ μ μ΄λ₯Ό μν FLBμμ€ν
μ ꡬμΆνμ¬ μμ§νμ€μ΄
κ°ν΄μ§λ Hνκ° κΈ°λ₯ λΆμ¬μ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€ν μ μ¬νμλμ μν₯μ λΆμνμλ€.
2. μ€ν μμ€ν
2.1 μμ€ν
κ°μ
κΈ°λ₯ λΆμ¬μ μμ§νμ€μ κ°νλ©΄μ κ³ μμΌλ‘ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ μννκΈ° μν΄μλ κ³ μμΌλ‘ μ μ΄κ° κ°λ₯ν μμ€ν
κ³Ό μ ννκ² μμ§νμ€μ κ°ν μ μλ
μμ€ν
μ΄ νμνλ€. λ³Έ μ€νμμ κ³ μμΌλ‘ μ μκ°λ ₯κΈ°λ₯Ό μ μ΄νκΈ° μν΄ Host PCμ MATLab/ Simulinkμμ μμ±λ μ νΈλ₯Ό Target PCμ
μ
λ‘λνκ³ MTS μ¬μ FlexTest GT Controllerμ SCRAMNet κ΄μΌμ΄λΈλ‘ μ°κ²°νμ¬ μΈλΆμ νΈλ‘ λ°μ μ μκ°λ ₯κΈ°λ₯Ό μ μ΄ν μ μλλ‘
Fig. 1κ³Ό κ°μ΄ ꡬννμλ€.
Fig. 1.
Real-TIme Actuator Control System
λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ μν λ°©ν₯ κ°λ ₯μ MTSμ¬μ 1,000 kN μ μκ°λ ₯κΈ°λ₯Ό λ³μμ μ΄λ‘ μννμμΌλ©°, κ³ μμΌλ‘ μ€ν μ μμ§ λ°©ν₯ κ°λ ₯μ νμ€μ μ΄λ‘
μνν κ²½μ° μ μκ°λ ₯κΈ°μ λ°μ§μ μ λ°ν μ μμΌλ―λ‘ λ³μμ μ΄λ‘ μννμλ€. μ΄λ, μ€ν체μ μμ©νλ μΆλ ₯μ λ§€μ° μμ λ³μλ₯Ό μ€μκ°μΌλ‘ μ μ΄ν΄μΌ νλ―λ‘
FLB (Flexible Loading Beam)μ μ μνκ³ μλλ¨μ MTSμ¬μ 500 kN μ μκ°λ ₯κΈ°λ₯Ό μ΄μ©νμ¬ λΉκ΅μ ν° λ³μλ‘ μμ§νμ€μ μ μ΄νμλ€.
λν, μ€ν μ€ μμ§νμ€μ μΌμ νκ² κ°νκΈ° μνμ¬ FLB μλλ¨μ LVDTλ₯Ό μ€μΉνμ¬ μνλ³μλ‘ μΈν΄ μΆκ°μ μΌλ‘ λ°μνλ FLBμ λ³μλ₯Ό μΈ‘μ νμμΌλ©°
μΈ‘μ λ FLBμ μΆκ°λ³μλ₯Ό Fig. 2μ μμ§νμ€ μ¬μ΄μμ€ν
μ ν΅νμ¬ μ€μκ°μΌλ‘ μΌμ ν μμ§νμ€μ΄ κ°ν΄μ§ μ μλλ‘ μ μ΄νμλ€.
Fig. 2.
Real-TIme Actuator Control System
2.2 ATS (Adaptive Time Series) Compensator
κ³ μ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ μνν λλ Fig. 3μμ λ³Ό μ μλ―μ΄ μ μκ°λ ₯κΈ°μ λͺ©νλ³μμ μ€μ λ³μ μ¬μ΄μ μ§μ° νμμ΄ μκΈ°λ©° μ΄λ‘ μΈν΄ λͺ©νλ‘ νλ λ³μμ μλλ‘ μ μ΄ν μ μμ΄ λΆμ νν μ€νκ²°κ³Όκ°
λνλλ€. μ΄λ¬ν μλ΅μ§μ°νμμ 보μ νκΈ° μν΄ Chae et al.(2013)μ΄ μ μν ATS Compensatorλ₯Ό μ¬μ©νμλ€.
Fig. 3.
Time Delay of Actuator
μ΄λ μ€ν μ μ μ΄νκ³ μ νλ λ³μλ₯Ό 보μ νμ¬ μ€μ λ³μκ° μ ν΄μ§ λͺ©ν λ³μμμ μ°¨μ΄λ₯Ό λ³΄λ€ μ ννκ² μ μ΄ν μ μλ μμ€ν
μ΄λ€. Fig. 4λ ATS Compensator Block Diagramμ κ°λ΅λμ΄λ©°, λͺ©νλ³μ(xt)μ ATS Compensator ν΅κ³Όν λ³μ(uc), μ‘μΈμμ΄ν°
μΈ‘μ λ³μ(xm)λ₯Ό μ€μκ°μΌλ‘ κ° μ€ν
μ λ³μλ₯Ό μ
λ°μ΄νΈνμ¬ Fig. 5μ κ°μ΄ μ νν λ³μμ μ΄λ₯Ό μννλλ‘ μ μ©νμλ€.
Fig. 4.
Block Diagram of the ATS Compensator
Fig. 5.
Performance of ATS Compensator
2.3 μμ§νμ€ μ μ΄ μμ€ν
λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€ν μ κΈ°λ₯ λΆμ¬μ μμ©νλ μμ§νμ€μ νμ€μ μ΄ λλ λ³μμ μ΄ λ°©μμΌλ‘ κ°ν μ μλ€. νμ€μ μ΄ λ°©μμ κ²½μ°, κ°μμ€λ¬μ΄ νκ΄΄κ°
λ°μνκ±°λ μνλ°©ν₯μΌλ‘ μ¬ν μ λ°μνλ μΆκ°μ μΈ λ³μλ‘ μΈν΄ νμ€μ μ§κ° μ΄λ €μ μ μκ°λ ₯κΈ°μ λ°μ§ νμμ μ λ°ν μ μμΌλ©° λ³μμ μ΄ λ°©μμ κ²½μ° μ¬ννλ
μμ§νμ€μ ν¬κΈ°μ λΉν΄ μμ λ³μλ₯Ό μ μ΄νμ¬μΌ νλ―λ‘ μ νν νμ€μ κ°νκΈ° μ΄λ ΅λ€. λ°λΌμ, λΉκ΅μ ν° μμ§ λ°©ν₯ λ³μλ₯Ό μ μ΄νμ¬ μμ μ μΈ νμ€μ
κ°ν μ μλλ‘ Fig. 6κ³Ό κ°μ΄ FLBλ₯Ό μ€ν체 μλΆμ μ€μΉνκ³ FLBμ μ λλ¨μμ μ μκ°λ ₯κΈ°λ‘ λΉκ΅μ ν° λ³μλ₯Ό λ°μμμΌ μ€ν체μ μμ§νμ€μ μ μ΄νλ μμ€ν
μ κ°μΆμλ€.
Fig. 6.
Vertical Load Control System
μμ§νμ€μ κ°νλ©΄μ μνμΌλ‘ λ³μλ₯Ό μ μ΄νκ² λλ©΄ Fig. 7κ³Ό κ°μ΄ μν λ³μλ‘ μΈν΄ μΆκ°μ μΈ μμ§νμ€μ΄ κ°ν΄μ§λ―λ‘ μ€νμ μν₯μ λ―ΈμΉκ² λλ€. μ΄λ¬ν μΆκ°μ μΈ μμ§νμ€ λ°μμ λ°©μ§νκΈ° μνμ¬ λΆν΄λ₯μ΄ 0.001
mmμΈ λ³μκ³λ₯Ό FLB μ€μμ μΌμ ν λμ΄μμ μ λλ¨μΌλ‘ μ€μΉνμ¬ μνλ³μμ μν΄ λ°μλλ μΆκ°μ μΈ FLBμ μ²μ§λ³μλ₯Ό μΈ‘μ νκ³ μΈ‘μ λ λ³μλ Flex
Test GT Controllerλ₯Ό κ±°μ³ xPCλ‘ μ μ‘λμ΄ μ μ΄νλ €λ λ³μμ κ° μ€ν
λ§λ€ μλ‘μ΄ FLB λ³μλ₯Ό κ³μ° ν μ μ΄νμλ€.
Fig. 7.
Additional Vertical Load Phenomenon
κ·Έ κ²°κ³Ό, Fig. 8μμ λ³Ό μ μλ―μ΄ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ μννλ λμ κΈ°λ₯ λΆμ¬μ μμ©νλ μμ§ λ°©ν₯ νμ€μ΄ λͺ©νλ‘ νλ νμ€μ μ μ§ν μ μμλ€.
Fig. 8.
Constant Vertical Load Control
3. λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€ν
3.1 μ€ν μΈν
3.1.1 μ€μΉ μ κ²½
λ³Έ μ€νμ KREONETμΌλ‘ μ°κ²°λ νμ΄λΈλ¦¬λꡬ쑰μ€νμΌν°(HYSTEC)μμ μνλμλ€. Fig. 9μ κ°μ΄ μνλ°©ν₯ κ°λ ₯μ μν 1,000 kN λμ μ μκ°λ ₯κΈ° 1λμ μμ§ λ°©ν₯ κ°λ ₯μ μν΄ 500 kN λμ μ μκ°λ ₯κΈ° 2λλ₯Ό λ°λ ₯λ²½κ³Ό λ°λ ₯λ°λ₯μ μ€μΉνμ¬
μ¬ννμλ€.
Fig. 9.
Test Setup for Monotonic/Cyclic Loading Test with Axial Force
κ³μΈ‘μ₯λΉλ imc μ₯λΉλ₯Ό μ¬μ©νμ¬ μ€ν체μ κ°μ¬ κ²μ΄μ§ λ° FLBμ μ²μ§μ μΈ‘μ νλ LVDTλ₯Ό 100 Hzλ‘ κ³μΈ‘νμμΌλ©° μ μκ°λ ₯κΈ°μ νμ€ λ° λ³μλ
xPCλ₯Ό μ΄μ©νμ¬ 1024 Hzλ‘ κ³μΈ‘νμλ€. μ€ν체μ λ°λ₯λΆλΆ κ²½κ³μ‘°κ±΄μ κ³ μ λ¨μΌλ‘ ꡬννκ³ FLBμμ κ³ μ μ μνμ¬ λ³λμ λΈλΌμΌμ μ μνμ¬ νλμ§μ
μΉλΆλΆμ λ°λ ₯λΈλ‘κ³Ό FLBμ κ³ μ νμλ€.
3.1.2 μ€ν체 μ μ
μ€ν체λ μΌλ° κ΅¬μ‘°μ© μμ° κ°μ¬(SS275) Hνκ° 200Γ200Γ8/12λ‘ κΈΈμ΄κ° 1240 mmμΈ κΈ°λ₯λΆμ¬λ₯Ό μ¬μ©νμμΌλ©° μ€ν체μ μ μκ³Ό λλ©΄μ
Fig. 10κ³Ό κ°λ€.
Fig. 10.
Test Specimen for Monotonic/Cyclic Loading Test with Axial Force
3.2 μ μ λ° κ³ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€ν
λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμμμ μν λ°©ν₯ μ΅λ λ³μλ κΈ°λ₯ λΆμ¬μ Drift Ratio 6.5 %μΈ 80 mmκΉμ§ μ€νμ μννμλ€. μ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμ
κ²½μ°, λ³μ-μκ° μ΄λ ₯μ Fig. 11κ³Ό κ°μ΄ 1 mm/sμ μλλ‘ λ³μλ₯Ό μ μ΄νμμΌλ©°, μ΄ μ€ν μμμκ°μ μ΄κΈ°μ μμ§νμ€μ κ°νλ μκ°μ ν¬ν¨νμ¬
84μ΄μ΄λ€.
Fig. 11.
Displacement-time History for Monotonic Test
κ³ μ λ¨μ‘° μ€νμ κ²½μ°, λ³μ-μκ° μ΄λ ₯μ Fig. 12μ κ°μΌλ©° μ΅λμλλ μ μμ 120λ°°μμΈ 120 mm/sμ μλλ‘ λ³μλ₯Ό μ μ΄νμμΌλ©°, μ΄ μ€ν μμμκ°μ μ΄κΈ°μ μμ§νμ€ κ°νλ μκ°μ ν¬ν¨νμ¬
5μ΄μ΄λ€.
Fig. 12.
Constant Vertical Load Control in Monotonic Tests
μμ§νμ€ μ μ΄ μμ€ν
μ μ΄μ©ν΄ FLBμ μ²μ§μ 6.35 mmλ‘ μ μ§νλλ‘ νμ¬ λΆμ¬μ μμ©νλ μμ§ λ°©ν₯ νμ€μ Fig. 12μμ λ³Ό μ μλ―μ΄ μν λ³μλ₯Ό κ°νλ μκ° λμ 55 kNμ μ΅λν μ μ§νλλ‘ μ μ΄νμλ€.
3.3 μ μ λ° κ³ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€ν
λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ κΈ°λ₯ λΆμ¬μ Drift Ratio 1~6 %λ‘ 44λ¨κ³λ‘ λλ μνλμμΌλ©° κ° Drift Ratioλ³λ‘ 2νμ© μ¬ννμλ€. μ μ
λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ κ²½μ°, λ³μ μ΄λ ₯μ Fig. 13κ³Ό κ°μ΄ 2 mm/sμ μλλ‘ λ³μλ₯Ό μ μ΄νμμΌλ©°, μ΄ μ€ν μμμκ°μ μ΄κΈ°μ μμ§νμ€μ κ°νλ μκ°μ ν¬ν¨νμ¬ 2577μ΄μ΄λ€.
Fig. 13.
Displacement History for Slow/Fast Cyclic Test
κ³ μ λ°λ³΅ μ€νμ κ²½μ°, 2κ°μ§ μλλ‘ μννμμΌλ©° μ μμ 60λ°°μκ³Ό 100λ°°μμΈ 120 mm/s, 200 mm/sμ μλλ‘ λ³μλ₯Ό μ μ΄νμλ€. λ³μ
μ΄λ ₯μ μ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νκ³Ό κ°μΌλ©° μ΄ μ€ν μμμκ°μ μ΄κΈ°μ μμ§νμ€ κ°νλ μκ°μ ν¬ν¨νμ¬ κ°κ° 46μ΄, 29μ΄μ΄λ€.
μμ§νμ€ μ μ΄ μμ€ν
μ μ΄μ©ν΄ μν λ³μλ₯Ό κ°νλ λμ λΆμ¬μ μμ©νλ μμ§ λ°©ν₯ νμ€μ 55 kNμΌλ‘ μ μ§νλλ‘ μ μ΄νμλ€.
3.4 μ€νκ²°κ³Ό λ° λΆμ
3.4.1 μ μ λ° κ³ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€ν
μ€νμ Fig. 14μ κ°μ΄ FEMA (Federal Emergency Management Agency)μμ μ μνλ ꡬ쑰물 λ΄μ§κΈ°μ€μμ μ μλ λ°©λ²μΌλ‘ ꡬ쑰μ μ±λ₯
μμ€μ΄ L.S. (Life Safety) μμ€μΈ Drift ratio 2.5 % λ³μκΉμ§ μ΄μ©νμ¬ ν볡 νμ€μ λΉκ΅νμλ€. μ€νμ κ²°κ³Όλ Fig. 15μμ λ³Ό μ μλ―μ΄ μ μ/κ³ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμμ κ°μ±μ λΉμ·νκ² λνλ¬μΌλ, κ³ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμμ ν볡 νμ€μ΄ λ λκ² λνλ¬λ€.
Fig. 14.
Idealized Force-Displacement Curve (FEMA)
Fig. 15.
Force-displacement Relationship of Monotonic Tests
Table 1μμ λ³Ό μ μλ―μ΄ μ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμ ν볡 νμ€μ΄ 91.4 kN, κ³ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμ ν볡 νμ€μ 97.5 kNλ‘ κ³ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμμ
6.7 % λκ² λνλ¬λ€.
Table 1.
Comparison of Slow and Fast Monotonic Test Results
Comparisons
|
Yield Strength (L.S.)
|
Slow Monotonic Test (1 mm/s)
|
91.4 kN
|
Fast Monotonic Test (120 mm/s)
|
97.5 kN
|
3.4.2 μ μ λ° κ³ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€ν
λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ κ²½μ° Fig. 16μμ λ³Ό μ μλ―μ΄ κ° Drift Ratioμμ 첫 λ²μ§Έλ‘ μ¬νλλ λ³μμμμ νμ€μ μ΄μ΄ Backbone Curveλ‘ λνλ΄μλ€. μ€νμ κ²°κ³Όλ
Fig. 17μμ λ³Ό μ μλ―μ΄ λͺ¨λ μ€νμμ κ°μ±μ λΉμ·νμ§λ§ κ°λ ₯ μλκ° λΉ λ₯Όμλ‘ λμ μ΅λ νμ€μ 보μ΄λ©°, Table 2μ λνλ μλ―μ΄ μ μ(2 mm/s) λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ ν볡 νμ€μ 87.4 kNμ΄λ©°, κ³ μ(120 mm/s) λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ ν볡 νμ€μ 93.7
kNμ΄λ€. μ΄κ³ μ(200 mm/s) λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ ν볡 νμ€μ 94.5 kNλ‘ ν볡 νμ€μ κ³ μ λ° μ΄κ³ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμμ μ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯
μ€νλ³΄λ€ κ°κ° 7.2 %, 8.1 % λ λκ² λνλ¬λ€. λ³΄ν΅ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ κ²½μ°, μ΅λ νμ€ μ΄ν νμ€μ΄ κ°μνμ§λ§ λ³Έ μ°κ΅¬μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμμλ
μ¦κ°νμλ€. μ΄λ Bannantine et al.(1990)μ μ μ λ° Marohnic et al.(2015)μ μ°κ΅¬μμ μ¬λ£μ μ’
λ₯ λ° λΆμ¬μ νμμ λ°λΌ μ°ν λ° κ²½ν ν¨κ³Όκ° λ°μν μ μμΌλ©° κ°μ¬ Hνκ°μ κ²½μ° λ°λ³΅ κ²½ν ν¨κ³Όκ° μν₯μ λ―ΈμΉλ κ²μΌλ‘
νλ¨λλ€.
Fig. 16.
Back-bone Curve of Cyclic Tests
Fig. 17.
Force-displacement Relationship of Cyclic Tests
Table 2.
Comparison of Slow and Fast Cyclic Test Results
Comparisons
|
Yield Strength (L.S.)
|
Slow Cyclic Test (2 mm/s)
|
87.4 kN
|
Fast Cyclic Test (120 mm/s)
|
93.7 kN
|
Fast Cyclic Test (200 mm/s)
|
94.5 kN
|
4. μμΉν΄μ
4.1 ν΄μ λͺ¨λΈ
Fig. 18κ³Ό κ°μ΄ ABAQUSλ₯Ό μ΄μ©νμ¬ μ€μ μ€νκ³Ό μ΅λν λΉμ·ν 쑰건μ ꡬννμμΌλ©° κΈ°λ₯ λΆμ¬μ μν λ°©ν₯μΌλ‘ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμμ μ¬μ©λ λ³μ-μκ° μ΄λ ₯κ³Ό
μμ§ λ°©ν₯μΌλ‘ νμ€μ μ μ©νμλ€.
Fig. 18.
ABAQUS Model of Cyclic Tests
4.2 μ¬λ£ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ
μ€ν체μ μ΅λ λ³νλ₯ μ΄ λ°μνλ λΆλΆμΈ κΈ°λ₯ νλ¨λΆμ λ³νλ₯ κ³λ₯Ό λΆμ°©νμ¬ μ€ν μ Drift ratio 2.5 % λ³μκΉμ§μ λ³νλ₯ μλλ₯Ό μ κ³±νκ· μ κ³±κ·ΌμΌλ‘
ꡬνκ³ Fig. 19μ κ°μ΄ μ€ν μ ν볡 νμ€κ³Ό λ³νλ₯ μλμμ κ΄κ³λ₯Ό ꡬνμλ€.
Fig. 19.
Yielding Force-Strain Rate Relationship of Cyclic Tests
Nguyen et al.(2019)μμ μ μνλ Eq. (2)λ₯Ό ν΅ν΄ ν΄μμ μ μ©ν μ¬λ£ λͺ¨λΈμ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ μ ꡬν μ μμ§λ§, μ€μ μ€ν μ λ³νλ₯ μλκ° μ¦κ°ν λ ν볡 νμ€λ μ¦κ°νλ μλμμ‘΄μ±μ
κ³ λ €νκΈ° μν΄ Eq. (1)μ ν΅ν΄ λ³νλ₯ μλμ λ°λ₯Έ μ¬λ£μ ν볡 μλ ₯μ κ³μ°νμ¬ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ μ μ°μ νκ³ ν΄μμ μ μ©νμλ€.
Eq. (1)μμ
λ κ°μ¬μ ν볡 μλ ₯,
λ μ€ν μ λ³νλ₯ μλ,
λ λ³νλ₯ μλμ λ°λ₯Έ μ¬λ£μ ν볡 μλ ₯μ΄λ€.
Eq. (2)μμ
λ κ³μ°λ μλ ₯,
λ νμ±κ³μ,
λ μμ± μ§μ,
μ λ³νκ²½ν μ§μ,
λ λ³νλ₯ , ν볡 λ³νλ₯ , λ³νκ²½ν ꡬκ°μ μμμ μ΄λ€.
ν΄μμ μ μ©λ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ μ Fig. 20μμ λ³Ό μ μλ―μ΄ μ€μ μ€νμμ κ³μ°λ λ³νλ₯ μλλ₯Ό μ΄μ©νμ¬ κ³μ°λ 3κ°μ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ μ΄λ€.
Fig. 20.
Yielding Force-Strain Rate Relationship of Cyclic Tests
4.3 ν΄μ κ²°κ³Ό
ABAQUSλ₯Ό μ΄μ©ν λμ ν΄μμΌλ‘ μ€νκ³Ό κ°μ λ³μ-μκ° μ΄λ ₯μ μ
λ ₯λ°μ΄ν°λ‘ ν΄μνμμ κ²½μ° μ¬νμλμ λ°λ₯Έ μ°¨μ΄κ° λΆλΆλͺ
νμμΌλ, μλ λ³νλ₯ μ
λ°λΌ λ€λ₯΄κ² κ³μ°λ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ μ μ μ©νμ¬ ν΄μν κ²°κ³Ό, Table 3μ λνλ μλ―μ΄ λ³νλ₯ μλκ° 2.27E-04μΌ λ ν볡 νμ€μ΄ 95.4 kNμ΄λ©°, λ³νλ₯ μλκ° 3.93E-03μΌ λ 100.3 kN, λ³νλ₯
μλκ° 5.30E-03μΌ λλ 101.0 kNμΌλ‘ ν볡 νμ€μ κ³ μ λ° μ΄κ³ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ ν΄μμμ μ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ ν΄μλ³΄λ€ κ°κ° 5.1 %, 5.9
% λ λκ² λνλ¬λ€.
Table 3.
Comparison of Slow and Fast Cyclic Finite Element Analysis Results
Comparisons
|
Yield Strength (L.S.)
|
Experiment
|
ABAQUS
|
Slow Cyclic Test (2.27E-04
)
|
87.4 kN
|
95.4 kN
|
Fast Cyclic Test (3.93E-03
)
|
93.7 kN
|
100.3 kN
|
Fast Cyclic Test (5.30E-03
)
|
94.5 kN
|
101.0 kN
|
ν΄μ κ²°κ³Όλ μ€μ μ€ν κ²°κ³Όμλ μ μμμ 8.4 %, κ³ μ λ° μ΄κ³ μμμ κ°κ° 6.6 %, 6.4 %μ μ°¨μ΄κ° μμΌλ©°, μ΄λ μ€ν λμ€ κ²½κ³μ‘°κ±΄μ
λ³νκ° μ겨 μ°¨μ΄λ₯Ό 보μ΄λ κ²μΌλ‘ νλ¨λλ, μ€νκ³Ό ν΄μμμ μ μκ³Ό κ³ μμ μ°¨μ΄κ° λͺ
ννκ² λνλλ κ²μ νμΈν μ μμλ€.
5. κ²° λ‘
λ³Έ λ
Όλ¬Έμμλ κ³ μμΌλ‘ λ³μλ₯Ό μ μ΄νκ³ μ€νμ μννλ λμ μμ§νμ€μ μ μ§ν μ μλ μ€νμμ€ν
μ ꡬμΆνμμΌλ©°, μ΄λ₯Ό μ΄μ©νμ¬ μ μ/κ³ μμ λ¨μ‘°/λ°λ³΅
κ°λ ₯ μ€νμ μννκ³ κ²°κ³Όλ₯Ό λΉκ΅νμλ€.
ATS Compensatorλ₯Ό μ μ©ν κ³ μμ μ΄ μμ€ν
κ³Ό FLBλ₯Ό μ΄μ©ν μμ§νμ€ μ μ΄ μμ€ν
μ νμ©νμ¬ μ€νμ μννμμΌλ©° μ€ν체λ μΌλ° κ΅¬μ‘°μ© μμ°
κ°μ¬(SS275) Hνκ° 200Γ200Γ8/12λ‘ μ€ν체 κΈΈμ΄κ° 1240 mmμΈ κΈ°λ₯λΆμ¬λ₯Ό μ¬μ©νμλ€.
ν볡 κ°λμ μ€νμ μ΅λ κ°λ ₯ λ³μμΈ Drift ratio 6 % μΌ λμ κ°λλ₯Ό λΉκ΅ν κ²°κ³Ό, κ³ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμ μ μ λ¨μ‘° κ°λ ₯ μ€νμ λΉν΄
ν볡 νμ€μ΄ 6.7 % λκ² λνλ¬μΌλ©°, μ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νλ³΄λ€ 100λ°° λ λΉ λ₯΄κ² κ°λ ₯νλ κ³ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμμ ν볡 νμ€μ 8.1 % λκ²
λνλ κ²μ νμΈν μ μμλ€. λν, μλ λ³νλ₯ μ λ°λΌ λ€λ₯΄κ² κ³μ°λ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ μ μ μ©νμ¬ κΈ°λ₯ λΆμ¬μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ κ°λ ₯μ ν΄μν κ²°κ³Ό,
ν볡 νμ€μ κ³ μ λ° μ΄κ³ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ ν΄μμμ μ μ λ°λ³΅ κ°λ ₯ ν΄μλ³΄λ€ κ°κ° 5.1 %, 5.9 % λ λκ² λνλ μ μκ³Ό κ³ μμ μ°¨μ΄λ₯Ό λͺ¨μ¬ν
μ μμλ€.
μκΈ°ν κ²°κ³Όλ₯Ό μ’
ν©ν΄ 보μμ λ, μμ§νμ€μ΄ κ°ν΄μ§λ Hνκ° κΈ°λ₯ λΆμ¬μ λ΄μ§μ±λ₯νκ°λ₯Ό μν μ€ν μ, κΈ°μ‘΄μ μ μμ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ΄ μλ
κ³ μμ λ¨μ‘°/λ°λ³΅ κ°λ ₯ μ€νμ μννκ³ ν΄μ μμλ λ³νλ₯ μλμ λ°λΌ μ¬λ£μ μλ ₯-λ³νλ₯ 곑μ μ μ°μ νμ¬ μ μ©ν¨μΌλ‘μ¨ λΆμ¬μ λμ κ±°λμ λ μ ννκ²
νμ
ν μ μλ λ°©λ²μΌλ‘ νλ¨λλ€.