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철도인접지역 건물에 대한 진동전달율의 영향성 평가
Transmissibility Effect Evaluation of Buildings Near Railroad Areas 원문보기

한국공간구조학회논문집 = Journal of the Korean Association for Spatial Structures, v.11 no.1, 2011년, pp.131 - 138  

김지현 (서울과학기술대학교 대학원 건축학과) ,  윤성원 (서울과학기술대학교 건축학부)

초록
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건물설계단계에서 신축예정건물의 열차진동영향평가를 위하여 국내의 4개의 열차진동 가속도응답 계측치와 진동전달율(Transmissibility)값을 이용한 이론치를 비교하여 TR값의 적용성을 제시하였다. 이 TR 방법을 통하여 철도인접지역 위치한 신축 예정지반을 선정하고 지반진동 계측을 실시하였다. 계측한 지반의 가진진동수와 수직가속도응답과 신축 예정건물의 바닥슬래브를 MIDAS로 해석한 고유진동수를 통해 진동전달률을 산정한 후 신축건물의 진통예측을 실시하였다. TR을 적용한 가속도응답 예측치를 열차진동 가속도응답 계측치와 비교한 결과 3.61%~37.1% 오차범위에서 있는 것을 확인하였다. 또한 KTX, 경의선, 시멘트 열차 주행 시 지반의 가진진동수는 7.19~10.61Hz 사이에 선명한 피크를 확인 할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

For train vibration influence assessment of newly constructed buildings in building design levels, 4 train measured vibration acceleration responses were used to compare with TR theory values and suitability of TR values was proposed. Through this TR method, construction planned grounds located near...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 계측 방법으로는 건물과 인접한 지반에 가속도계를 설치하였으며 건물에는 1층과 2층 보 위의 슬래브 중앙에 설치하고 열차 운행 시 진동을 4곳에서동시에 측정하였다' 기존 연구에서 계측한 고유진동수와 가속도 값은에 나타내었다.
  • 고유치 해석 시 대상 바닥판에 직접적인 영향을주는 수직방향(Z방향)만 고려하였다. M4에서 MIDAS 해석한 결과 수직방향의 1층 바닥진동수는 8.
  • 진동전달률 (Transmissibility)을 사용하여 철도진동이 인접건물바닥슬래브의 수직진동에 대한 이론 진동예측치를산정하고, 이 이론치를 진동계측치와 비교하여 진동전달율을 이용한 진동평가법의 적용성을 확인하였다. 또한 실제로 철도인접지역 지반의 진동계측을실시하여 지반의 가진진동수와 가속도응답을 평가하였다. 이 결과를 신축 예정 건물의 바닥슬래브 고유진동수의 해석치를 이용하여 진동전달률에 적용시켜, 신축건물의 열차진동 평가를 하였다.
  • 이 결과를 신축 예정 건물의 바닥슬래브 고유진동수의 해석치를 이용하여 진동전달률에 적용시켜, 신축건물의 열차진동 평가를 하였다. 또한 여러 가지 열차 진동원의 가진진동수를 분석하였다.
  • 신축예정지반 고유진동수와 MIDAS 해석한 바닥슬래브 고유진동수 값을 이용하여 진동수 비를 정하고, TR선도에서 감쇠율 0.05을 적용시켰다. 진동수비를 이용하여 각 위치에 지반과 1층, 지반과 4층진동전달률을 산정하였다.
  • 또한 실제로 철도인접지역 지반의 진동계측을실시하여 지반의 가진진동수와 가속도응답을 평가하였다. 이 결과를 신축 예정 건물의 바닥슬래브 고유진동수의 해석치를 이용하여 진동전달률에 적용시켜, 신축건물의 열차진동 평가를 하였다. 또한 여러 가지 열차 진동원의 가진진동수를 분석하였다.
  • 지반 계측은 100 Hz로 100초간 데이터를 기록하였다. 지반 M4위치에서 회차(18량)인 경우 최대 가속도는 17.
  • 05을 적용시켰다. 진동수비를 이용하여 각 위치에 지반과 1층, 지반과 4층진동전달률을 산정하였다.
  • 진동원의 종류(KTX, 회차, 경의선)에 따라 계측을 실시하였다.<그림 3>에서 열차 진동원에서 M1~M8포인트의 거리는 각각 50~ 150m 떨어진위치로서, 정확한 지반진동을 측정하기 위해서 가속도계를 올려놓을 수 있는 받침대를 사용하였다.
  • 진동전달률 (Transmissibility)을 사용하여 철도진동이 인접건물바닥슬래브의 수직진동에 대한 이론 진동예측치를산정하고, 이 이론치를 진동계측치와 비교하여 진동전달율을 이용한 진동평가법의 적용성을 확인하였다. 또한 실제로 철도인접지역 지반의 진동계측을실시하여 지반의 가진진동수와 가속도응답을 평가하였다.
  • 해석방법으로는 일부분을 잘라내어 모델링하는 방법을 사용하였다. 해석 모형은 기둥과 보는 Beam요소, 슬래브는 Plate요소로 모델링하였다. 고차진동모드의 특성을 정확히 반영하기 위해서 30개의 모드를 사용하여 해석하였다.
  • <표 5>에 신축예정건물의 사용재료 설계기준강도를 나타내었다. 해석방법으로는 일부분을 잘라내어 모델링하는 방법을 사용하였다. 해석 모형은 기둥과 보는 Beam요소, 슬래브는 Plate요소로 모델링하였다.

대상 데이터

  • 1) 건물설계단계에서 신축예정건물 진동평가를위해서 진동전달률을 적용하였고 진동전달률의 타당성을 확인하기 위해서 선행열차진동연구 데이터를 이용하였다. TR을 적용한 가속도응답을 선행열차진동연구 계측한 가속도응답과 비교한 결과 3.
  • 0m이다. M4~M7의 1층, 4층 바닥판 두께는 200mm이며, 기등은 400 x400mm와 800 x800mm이다.<표 5>에 신축예정건물의 사용재료 설계기준강도를 나타내었다.
  • <그림 3>에서 열차 진동원에서 M1~M8포인트의 거리는 각각 50~ 150m 떨어진위치로서, 정확한 지반진동을 측정하기 위해서 가속도계를 올려놓을 수 있는 받침대를 사용하였다. 가속도계 받침대의 크기는 지름은 15.5cm, 두께는 2.1cm의 강철로 제작하였다. 주된 진동원을 파악하기 위해서 예비 측정한 8개소의 계측데이터 중 가장진동이 큰 네 곳을 M4-M7 선정하였다.
  • 해석 모형은 기둥과 보는 Beam요소, 슬래브는 Plate요소로 모델링하였다. 고차진동모드의 특성을 정확히 반영하기 위해서 30개의 모드를 사용하여 해석하였다.
  • 따라서 이 논문에서는 1997년의 전호민1)박사학위논문과 2002년 이동호a 석사학위논문의 진동계측 데이터를 이용하였다. 진동전달률 (Transmissibility)을 사용하여 철도진동이 인접건물바닥슬래브의 수직진동에 대한 이론 진동예측치를산정하고, 이 이론치를 진동계측치와 비교하여 진동전달율을 이용한 진동평가법의 적용성을 확인하였다.
  • 서울 소재의 신축예정 부지에 철도진동이 전달되는 특성을 파악하기 위해서 철로레일과 가까운 설계도면상 중요 기둥위치에 M1~M8까지 8포인트를정하였다. 진동원의 종류(KTX, 회차, 경의선)에 따라 계측을 실시하였다.
  • 실제 철도인접건물을 계측한 논문 중 1997년 전호민° 박사학위논문과 2002년 이동호2)석사학위논문의 진동계측 데이터를 이용하였으며, 건물 특징을 에 나타내었다.
  • 1cm의 강철로 제작하였다. 주된 진동원을 파악하기 위해서 예비 측정한 8개소의 계측데이터 중 가장진동이 큰 네 곳을 M4-M7 선정하였다. 본 진동계측은 수직가속도 X3을 사용하여 계측을 실시하였다.
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