내풍설계를 위한 건축물의 풍하중은 그 용도에 따라 예측하는 방법이 다르다. 특히 비정형적인 건축물의 경우 풍동실험에 의해 건축물에 작용하는 풍하중을 예측하고 있다. 건축물에 작용하는 풍하중은 크게 구조골조설계용 풍하중과 외장재설계용 풍하중으로 나눌 수 있다. 풍동실험에 의한 구조골조설계용 풍하중은 풍력실험과 공력진동실험을 이용하여 평가할 수 있고 외장재설계용 풍하중은 풍압실험을 이용하여 평가할 수 있다. 각각의 풍동실험 방법에 따라 필요한 실험방법이 다르기 때문에 구조골조용 및 외장재용의 풍하중을 동시에 평가하기 위해서는 시간적・경제적 여유가 필요하다. 그러나 풍압적분법을 활용할 경우 구조골조설계용 풍하중도 평가할 수 있다. 풍압적분법이란 풍압실험에 의해 얻어진 국부 풍압에 수압면적을 곱하여 이를 건축물 전체에 대해 적분함으로써 풍력데이터로 변환하는 기법이다. 본 연구에서는 풍압실험에 의한 국부 풍압력 데이터를 풍압적분법을 활용하여 구조물의 각 층과 전체에 가해지는 풍력데이터로 변환하였다. 구조물의 풍응답 평가 시에는 풍압적분법의 유효성을 검증하기 위해 풍력실험과 비교하였다. 특히 단자유도 해석 시 두 결과간의 경향이 유사하다면 풍압적분법을 이용한 구조골조 설계용 풍응답 평가는 유효하다고 판단하였다. 풍응답 해석방법으로 단자유도는 스펙트럼모드해석법(Spectral ...
내풍설계를 위한 건축물의 풍하중은 그 용도에 따라 예측하는 방법이 다르다. 특히 비정형적인 건축물의 경우 풍동실험에 의해 건축물에 작용하는 풍하중을 예측하고 있다. 건축물에 작용하는 풍하중은 크게 구조골조설계용 풍하중과 외장재설계용 풍하중으로 나눌 수 있다. 풍동실험에 의한 구조골조설계용 풍하중은 풍력실험과 공력진동실험을 이용하여 평가할 수 있고 외장재설계용 풍하중은 풍압실험을 이용하여 평가할 수 있다. 각각의 풍동실험 방법에 따라 필요한 실험방법이 다르기 때문에 구조골조용 및 외장재용의 풍하중을 동시에 평가하기 위해서는 시간적・경제적 여유가 필요하다. 그러나 풍압적분법을 활용할 경우 구조골조설계용 풍하중도 평가할 수 있다. 풍압적분법이란 풍압실험에 의해 얻어진 국부 풍압에 수압면적을 곱하여 이를 건축물 전체에 대해 적분함으로써 풍력데이터로 변환하는 기법이다. 본 연구에서는 풍압실험에 의한 국부 풍압력 데이터를 풍압적분법을 활용하여 구조물의 각 층과 전체에 가해지는 풍력데이터로 변환하였다. 구조물의 풍응답 평가 시에는 풍압적분법의 유효성을 검증하기 위해 풍력실험과 비교하였다. 특히 단자유도 해석 시 두 결과간의 경향이 유사하다면 풍압적분법을 이용한 구조골조 설계용 풍응답 평가는 유효하다고 판단하였다. 풍응답 해석방법으로 단자유도는 스펙트럼모드해석법(Spectral modal analysis)을 적용하였고, 다자유도는 Newmark’s beta method를 응용하였으며, 다자유도 해석 시 편의를 위해 구조물의 동적 축소 방법을 적용하였다. 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 풍압적분법을 활용하여 단자유도 해석에 의해 수행한 풍응답 평가 결과는 풍력실험에 의한 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 이를 통해 풍압적분법은 구조골조설계용 풍하중을 평가하기 위한 유효한 수단임을 알 수 있었다. (2) 구조물의 동적축소기법을 활용하여 생성한 축소된 자유도의 동적특성치는 축소되기 전의 자유도에 대한 동적특성치와 잘 일치하였다. 이를 통해 실제 구조물의 자유도 축소에 활용할 수 있음을 알 수 있었다. (3) 풍압적분법을 통해 생성된 층별 풍력데이터는 풍방향과 풍직각방향에 대한 특성을 잘 나타내었다. 풍응답 해석 결과를 풍력실험에 의한 결과와 비교하였을 때, 풍압적분법을 적용한 해석 결과가 풍력실험에 의한 해석결과 보다 다소 작게 나타났다. 이는 1차 모드에 의한 해석이 다소 보수적으로 평가되는 점을 감안할 때 유효하다고 판단할 수 있다. 본 연구의 결과로부터 풍압실험만으로도 모든 용도의 풍하중을 유효하게 평가할 수 있음을 알 수 있었다.
내풍설계를 위한 건축물의 풍하중은 그 용도에 따라 예측하는 방법이 다르다. 특히 비정형적인 건축물의 경우 풍동실험에 의해 건축물에 작용하는 풍하중을 예측하고 있다. 건축물에 작용하는 풍하중은 크게 구조골조설계용 풍하중과 외장재설계용 풍하중으로 나눌 수 있다. 풍동실험에 의한 구조골조설계용 풍하중은 풍력실험과 공력진동실험을 이용하여 평가할 수 있고 외장재설계용 풍하중은 풍압실험을 이용하여 평가할 수 있다. 각각의 풍동실험 방법에 따라 필요한 실험방법이 다르기 때문에 구조골조용 및 외장재용의 풍하중을 동시에 평가하기 위해서는 시간적・경제적 여유가 필요하다. 그러나 풍압적분법을 활용할 경우 구조골조설계용 풍하중도 평가할 수 있다. 풍압적분법이란 풍압실험에 의해 얻어진 국부 풍압에 수압면적을 곱하여 이를 건축물 전체에 대해 적분함으로써 풍력데이터로 변환하는 기법이다. 본 연구에서는 풍압실험에 의한 국부 풍압력 데이터를 풍압적분법을 활용하여 구조물의 각 층과 전체에 가해지는 풍력데이터로 변환하였다. 구조물의 풍응답 평가 시에는 풍압적분법의 유효성을 검증하기 위해 풍력실험과 비교하였다. 특히 단자유도 해석 시 두 결과간의 경향이 유사하다면 풍압적분법을 이용한 구조골조 설계용 풍응답 평가는 유효하다고 판단하였다. 풍응답 해석방법으로 단자유도는 스펙트럼모드해석법(Spectral modal analysis)을 적용하였고, 다자유도는 Newmark’s beta method를 응용하였으며, 다자유도 해석 시 편의를 위해 구조물의 동적 축소 방법을 적용하였다. 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 풍압적분법을 활용하여 단자유도 해석에 의해 수행한 풍응답 평가 결과는 풍력실험에 의한 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 이를 통해 풍압적분법은 구조골조설계용 풍하중을 평가하기 위한 유효한 수단임을 알 수 있었다. (2) 구조물의 동적축소기법을 활용하여 생성한 축소된 자유도의 동적특성치는 축소되기 전의 자유도에 대한 동적특성치와 잘 일치하였다. 이를 통해 실제 구조물의 자유도 축소에 활용할 수 있음을 알 수 있었다. (3) 풍압적분법을 통해 생성된 층별 풍력데이터는 풍방향과 풍직각방향에 대한 특성을 잘 나타내었다. 풍응답 해석 결과를 풍력실험에 의한 결과와 비교하였을 때, 풍압적분법을 적용한 해석 결과가 풍력실험에 의한 해석결과 보다 다소 작게 나타났다. 이는 1차 모드에 의한 해석이 다소 보수적으로 평가되는 점을 감안할 때 유효하다고 판단할 수 있다. 본 연구의 결과로부터 풍압실험만으로도 모든 용도의 풍하중을 유효하게 평가할 수 있음을 알 수 있었다.
The wind loads acting on the buildings for wind resistance design are different in techniques to estimate according to the purposes. In particular, atypical buildings are estimated the wind loads acting on the buildings by the wind tunnel tests. The wind loads acting on the buildings are divisible i...
The wind loads acting on the buildings for wind resistance design are different in techniques to estimate according to the purposes. In particular, atypical buildings are estimated the wind loads acting on the buildings by the wind tunnel tests. The wind loads acting on the buildings are divisible into the wind loads for the design of structural frames and the design of cladding buildings. When using the wind tunnel tests, the wind loads for the design of structural frames are estimated to use High Frequency Force Balance(hereafter, HFFB) method and aeroelastic model test, and the wind loads for cladding buildings are estimated to use the wind pressure tests. To estimate wind loads for each aim, it needs to relatively much money and long time because they are required different test methods in accordance with each wind tunnel test. When Pressure Integral Method(hereafter, PIM) was applied, Meanwhile, the wind load for the design of structural frames can be estimated. It is technique to transpose as wind force data which multiplied by the area to the local wind pressure obtained by wind pressure test. In this study, it converts local wind pressure data by wind pressure tests into the wind force data of each floor of structures and overall structures by using the PIM. To verify the effectiveness of PIM, the estimation of wind response of structure was compared to the results by HFFB method. In particular, If the results by PIM are similar with the results by HFFB in analysis of single degree of freedom (hereafter, SDOF), the PIM could be judged as a valid method to calculate wind response for the design of structural frames. For analysis methods of wind response, SDOF was applied by the spectral modal analysis and multi degree of freedom (hereafter, MDOF) was applied by the Newmark’s beta method. Also, the analysis of MDOF was applied by structural dynamic condensation method for its convenience. The results of this study are summarized as follows: (1) The results of each estimation for wind response by PIM showed good agrements with the results of HFFB. As a result, it was found that the PIM was an effective method for estimating wind loads for the design of structural frames. (2) Dynamic behaviors for condensed degree of freedom by using structural dynamic condensation techniques of structures was similar with dynamic behaviors for real degree of freedom. This can be applied to condense degree of freedom of real structures. (3) The wind force data of each floor obtained by the PIM were well shown to characteristics of the along-wind and across-wind. Also, the results of analysis of wind response by the PIM were compared to results by HFFB method and the results by PIM was slightly smaller than the results by HFFB method. For this reason, the results can be judged as valid results when it was considered to estimate conservatively to analysis by single mode. Based on the results of this study, the wind loads of all purposes will be estimated by using wind pressure test.
The wind loads acting on the buildings for wind resistance design are different in techniques to estimate according to the purposes. In particular, atypical buildings are estimated the wind loads acting on the buildings by the wind tunnel tests. The wind loads acting on the buildings are divisible into the wind loads for the design of structural frames and the design of cladding buildings. When using the wind tunnel tests, the wind loads for the design of structural frames are estimated to use High Frequency Force Balance(hereafter, HFFB) method and aeroelastic model test, and the wind loads for cladding buildings are estimated to use the wind pressure tests. To estimate wind loads for each aim, it needs to relatively much money and long time because they are required different test methods in accordance with each wind tunnel test. When Pressure Integral Method(hereafter, PIM) was applied, Meanwhile, the wind load for the design of structural frames can be estimated. It is technique to transpose as wind force data which multiplied by the area to the local wind pressure obtained by wind pressure test. In this study, it converts local wind pressure data by wind pressure tests into the wind force data of each floor of structures and overall structures by using the PIM. To verify the effectiveness of PIM, the estimation of wind response of structure was compared to the results by HFFB method. In particular, If the results by PIM are similar with the results by HFFB in analysis of single degree of freedom (hereafter, SDOF), the PIM could be judged as a valid method to calculate wind response for the design of structural frames. For analysis methods of wind response, SDOF was applied by the spectral modal analysis and multi degree of freedom (hereafter, MDOF) was applied by the Newmark’s beta method. Also, the analysis of MDOF was applied by structural dynamic condensation method for its convenience. The results of this study are summarized as follows: (1) The results of each estimation for wind response by PIM showed good agrements with the results of HFFB. As a result, it was found that the PIM was an effective method for estimating wind loads for the design of structural frames. (2) Dynamic behaviors for condensed degree of freedom by using structural dynamic condensation techniques of structures was similar with dynamic behaviors for real degree of freedom. This can be applied to condense degree of freedom of real structures. (3) The wind force data of each floor obtained by the PIM were well shown to characteristics of the along-wind and across-wind. Also, the results of analysis of wind response by the PIM were compared to results by HFFB method and the results by PIM was slightly smaller than the results by HFFB method. For this reason, the results can be judged as valid results when it was considered to estimate conservatively to analysis by single mode. Based on the results of this study, the wind loads of all purposes will be estimated by using wind pressure test.
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