에너지 소산시스템 (Energy Disspation Sytem), 능동제어 시스템, 준능동적 시스템방식 (출처 : 역학및하중시스템)

에너지 소산시스템 (Energy Disspation Sytem), 능동제어 시스템, 준능동적 시스템방식 (출처 : 역학및하중시스템)

 

1. 에너지 소산시스템 (Energy Disspation Sytem) (출처 : 역학및하중시스템)

구조물의 일부에 진동에너지를 변형에너지 및 열에너지 등으로 소산시킬 수 있는 장치를 설치함으로써 구조물의 진동을 저감시키는 시스템이다. 에너지를 흡수하는 메커니즘에 따라 다음과 같이 구분한다.

구조물 자체의 에너지 흡수능력은 제한이 있기 때문에 에너지 흡수능력을 증대시키기 위하여 댐퍼 등을 설치하는 방식을 말한다. 다음과 같은 댐퍼의 형식이 있다.

1) 점탄성 감쇠기 (Viscoelasic Dampers)

- 강판과 강판과의 사이에 점탄성체를 삽입하고 외력에 의해 점탄성체가 전단 변형을 함으로써 진동에너지를 흡수하도록 고안된 감쇠기이다. 일반적으로 점탄성체로 실리콘이나 유리성 재료가 활용된다.

 

점탄성 감쇠기

2) 점성유체 감쇠기 (Viscous Dampers)

- 속도 의존적인 특성을 가지는 점성유체를 사용하여 에너지를 흡수하는 방식으로 강성이 거의 없으므로 감쇠비만 증가시킬 필요가 있는 경우 주로 사용한다.

- 일반적으로 가새에 부착되는 형식이 주로 사용된다.

 

점성유체 감쇠기

 

3) 마찰 감쇠기 (Friction Dampers) 

- 마찰력을 이용하여 에너지를 흡수하는 장치

4) 금속 감쇠기 (Metallic Dampers)

- 댐퍼 내부에 있는 철과 같은 요소의 변형을 이용하여 에너지 흡수

5) 항복형 감쇠기 (비좌굴 가새, 좌굴방지가새(BRB))

- 금속재료가 하중을 받아 탄소성 이력거동을 할 때 에너지를 소산할 수 있는 원리에 착안하여 고안된 형식을 말한다. 비좌굴 가새 또는 좌굴방지가새(BRB)는 중심 철골부재에 좌굴이 발생되지 않고 큰 비탄성 변형이 발생할 수 있도록 중심부의 철골부재 주위를 강관과 콘크리트로 보강한 형식이다.

- 일반 강구조 가새는 압축력에서는 인장력에 비해 현저하게 에너지 흡수능력이 떨어지게 되지만 좌굴방지가새는 인장력과 압축력의 에너지 흡수능력이 거의 대등하게 된다.

 

 

2. 능동제어시스템

- 구조물에 입력되는 진동을 감지하여 가력기(엑츄에이터)을 활용하여 가력하거나, 능동질량감쇠기등에 의해 자동제어 메커니즘을 동시에 작동시키는 시스템

 

능동제어 시스템

3.  준능동적 방식(Semi-Active)

- 장치의 강성이나 감쇠를 구조물의 진동에 맞춰 변화시키는 방식으로 외부에너지는 장치의 상태변화에만 사용되고 구조물의 에너지훕수는 수동제진과 같은 메카니즘을 행해진다.

 

1) MR감쇠기

- 감쇠기 속에 MR 유체는 주어지는 자기장의 크기에 따라 감쇠력의 특징이 변화하는 특징이 있다. 즉, MR 유체를 감싸고 있는 코일에 흐르는 전류가 증가함에 따라 자기장이 증가하며, 이에 따라 MR감쇠기의 제어력도 증가하는 특성을 가진다.

2) 준능동 질량 감쇠기(STMD)

- TMD의 성능을 개선하기 위해 구조물의 응답에 따라 실시간으로 TMD의 감쇠를 변화시킬 수 있는 준능동 감쇠기를 사용하는 방법