극희소 지진 작용 하에서 구조물의 수평 변위가 급격히 증가하여 감쇠 장치의 에너지 소산 능력과 조정 가능한 감쇠 성능에 대한 요구가 더 높아진다. 기존의 마찰 감쇠기는 일반적으로 예압 볼트를 통해 일정한 예압력을 가하는데, 마찰력은 지진 강도에 따라 적응적으로 변하기 어려워 강진에서의 적용이 제한된다. 이러한 한계를 극복하기 위해 예압력이 없는 가변 마찰 관성기(Non-preload Variable Friction Inerter, NVFI)가 제안되었으며, 이론 분석과 준정적 실험을 통해 해당 장치는 예압력 없이 감쇠력이 자가 적응적으로 조절되는 우수한 특성을 갖고 있음이 확인되었다. ABAQUS 플랫폼 기반으로 NVFI 사용자 요소를 개발하고 VUEL-NVFI 수치 모델을 구축하였으며, MATLAB 수치 해석과 조화 및 지진 하중 하에서 비교하여 개발한 요소가 특유의 “나비형” 히스테리시스 특성 모사 시 높은 정확도와 안정성을 가짐을 검증하였다; 이 VUEL 요소를 10층 철근콘크리트 프레임 3차원 모델에 적용하여 다단계 지진 하에서의 감쇠 메커니즘을 체계적으로 분석하였다. 결과에 따르면 NVFI의 감쇠력과 에너지 소산 능력은 지진동 강도 증가에 따라 자가 적응적으로 향상되며, 극희소 지진 작용 시에도 층간 변위를 효과적으로 제어할 수 있어 최대 감쇠율이 56.05%에 달해 구조물의 내진 성능이 크게 향상된다; 개발된 VUEL 요소는 NVFI의 공학적 해석에 신뢰할 만한 도구를 제공하며, 극희소 지진 작용 하 구조물 붕괴 방지 설계에 있어 자가 적응 감쇠 메커니즘은 실용적 가치와 응용 전망이 크다.

가변 마찰 관성기;예압력 없음;관성 효과;재개발;내진 성능