기초분리시스템, TMD, TLD (출처 : 역학및하중시스템)

기초분리시스템, TMD, TLD (출처 : 역학및하중시스템)

 

기초분리시스템 (Base Isolation System)

 

1. 개요

기초분리시스템 (Base Isolation System)

2. 기초분리시스템의 기본성질

1) 기초를 지반과 분리함에 따른 구조물의 고유주기 증가

2) 과도한 수평변위 방지를 위한 댐퍼 설치 - 에너지 소산에 따른 변위 감소

3) 사용하중하에 구조물을 지지할 수 있는 충분한 강성 보유

 

3. 적층고무받침

- 적층고무받침은 수평방향으로 고무의 유연성을 유지하고, 수직방향으로는 강성을 키우고 좌굴현상을 방지하기 위해 고무와 고무 사이에 내부보강판을 적층하여 쌓은 구조이다.

- 적층고무받침은 사용하중 및 온도 변화, 크리프 등에 의한 변형에는 충분한 저항력을 확보하고 있으며, 지진작용시에는 상부구조물과 기초를 분리하여 상부구조물의 주기를 길게 하는 장점을 가지고 있다.

- 반면 수평방향 강성이 작으므로 과도한 수평변위가 발생할 수 있다.

 

 

4. 납면진 받침(Lead Rubber Bearing)

-  적층고무받침에서 발생될 수 있는 과도한 변위를 제어하기 위해 내부에 납을 삽입하여 만든 것으로 적층고무받침과 납전단감쇠기를 혼용한 것이다.

- 지진시 구조물의 주기를 장주기화하여 지진력의 크기를 줄이고, 내부에 원통형의 납을 삽입하여 납면진받침의 전단변형시 납의 소성거동으로 에너지소산을 통해 지진변위를 감소시킨다.

TMD (Tuned Mass Damper) : 동조질량댐퍼

- 건축물 최상부에 동조된(질량과 강성의 조절에 의해 구조물의 주기와 일치된) 질량을 설치하여 지진이나 풍에 의해 발생되는 거동을 상쇄시켜 운동을 제어하는 방식이다.

- 일반적으로 건물 1%에 해당하는 부가질량에 공기식 스프링과 VE Damper를 이용하여 건축물에 부착한다.

- 진동제어에는 효과적이지만 매우 비싼 시스템이다.

- 국내에는 양양 국제공항 관제탑에 적용한 예가 있다.





TLD (Tuned Liquid Damper) : 동조액체댐퍼

- TLD는 수조내 물의 높이를 이용하여 구조물의 고유진동수와 동조시키는 수동형 제진장치를 말하며 기본적인 진동제어 개념은 TMD와 동일하며, 해석방법도 유사하다.

- 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

1) 설치장소와 위치에 큰 제약을 받지 않기 때문에 기존 건물에 적용이 쉽다.

2) 설치시 초기 비용이 TMD에 비해 30에서 50% 정도로 저렴하다.

3) 유지보수비용이 절약된다.

4) 동조작업이 어렵다.

5) 수조속의 물과 구조물 주기를 쉽게 동조시키기 위해 TLCD(Tuned Liquid Column Damper)가 개발되었다.

 

출처 : 역학및하중시스템