$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

고층건물의 자연 진동실험 및 시스템판별
Ambient Vibration Testing and System Identification for Tall Buildings 원문보기

한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, v.16 no.3 = no.85, 2012년, pp.23 - 33  

조순호 (광주대학교 건축학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

구조물의 특성치를 결정하기 위하여 18층 규모의 사무용 건물 3동에 대하여 자연진동 조건하에서 동적계측실험을 수행하였다. 대상건물은 기본적으로 보-기둥 골조시스템에 횡하중을 보다 효율적으로 지지하기 위하여 추가적으로 코아가 배치된 혼합 구조형식을 나타낸다. 매층 마다 측정한 일련의 진동기록으로부터 고유진동수, 모드형태 및 감쇠율 등과 같은 모달계수를 추출하기 위하여 최신 주파수- 및 시간영역-기반 응답의존 시스템판별법인 FDD, pLSCF 및 SSI를 적용하였다. 3방법에 의하여 추출한 결과는 대체로 일치하였으나, 초기 FE 해석결과와 비교하여 저차 3개 고유진동수는 대략 1.2~1.7배나 되는 단단한 거동을 나타냈다. 진동응답으로부터 추출된 값, 기준에서 제시하는 약산식 및 FE해석에 의하여 산정된 고유주기를 비교하여 보면, FE결과가 가장 유연한 거동을 예측하였으며, 높이를 변수로 하는 약산식이 추출된 값에 가장 근접한 결과를 나타냈다. 이러한 차이는 현재의 실험 추출치에는 콘크리트 균열 등과 같은 강성저감 요인을 포함하고 있지 않으며, 또한 FE 해석치는 비구조체 및 사용된 재료의 실제성능 등과 관련된 강성증가 요소를 포함하고 있지 않기 때문이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Dynamic response measurements from natural excitation were carried out for three 18-story office buildings to determine their inherent properties. The beam-column frame system was adopted as a typical structural form, but a core wall was added to resist the lateral force more effectively, resulting ...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 완성단계 혹은 입주직전에 있는 18층 규모 사무실용도의 철골 혹은 콘크리트와의 복합건물 3동에 대하여 수행한 모달실험 및 판별해석결과를 기술한다. 현재까지 개발된 응답의존 시스템판별기법 중 최신 주파수 및 시간영역 기법을 적용하여 해석을 수행하였으며, 또한 이의 장단점을 비교 및 분석하였다.
  • 본 연구는 자연진동 실험 및 고급 응답의존 시스템판별 기법을 사용하여 초고층건물의 주요 구조정보를 신뢰성 있게 결정하고, 이에 근거하여 설계 시 가정한 구조물의 거동과 실험으로부터 추출한 거동을 비교, 분석하여 향후 내진 설계 및 손상감지와 관련된 기술적 고려사항들을 검토하는데 있다. 이를 위하여 유사규모 및 사무실용도의 18층 건물 3동에 대하여 동적계측실험을 수행하였으며, 또한 계측된 진동응답에 대하여 다양한 판별법을 적용하여 추출한 값, FE 해석결과 및 기준에서 제시하는 약산식에 의하여 산정한 고유주기 등을 비교, 분석하였다.
  • 그 결과, 평가된 구조물의 성능이 기준조건을 만족하지 못할 경우에는 적절한 성능향상 대책을 수립하여, 향후 발생 가능한 극단적인 사고를 사전에 방지 할 수 있다. 이러한 접근방법은 지진과 같은 외부충격에 대하여서도 구조물의 안정성을 확보하기 위하여 최소한으로 요구되는 보강의 필요성 및 정도, 구조물의 거동 향상 등을 결정할 수 있는 기본 자료를 제공한다. 따라서 현재의 구조 물상태가 어떠한지를 진단하고, 또한 향후에는 어떻게 진전 되어 갈 것인지에 대하여 사전에 예측하는 구조물성능평가 기술은 구조물의 안정성을 확보하기위한 전체과정 중에서 가장 핵심적인 영역이다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
최근의 건축 및 토목 관련분야는 어떤 방식으로 구조물을 예측하고 있는가? 최근 들어 건축 및 토목 관련분야에서는 가속도계 (Accelerometer), 레이저 광선(Laser Beam) 혹은 광섬유 센서(Fiber Optic Sensor) 등과 같은 첨단센서 및 기기를 사용하여 상시 및 원거리 계측을 수행하고, 이로부터 획득한 불규칙 데이터에 고급 시스템판별이론(System Identification) 을 적용하여 구조물의 국부 혹은 전체 상태를 체계적 및 과학적으로 예측하는 기술에 상당한 노력을 경주하고 있다.
응답의존 시스템판별법에서 압력진동에 대한 정보부족이 있음에도 왜 계속해서 발전하고 있는가? 입력진동에 대한 이러한 정보의 부족은 단위 모달질량 혹은 유사방법에 의하여 획득한 모드형태를 스케일링 할 수 없다는 점이다. 그럼에도 불구하고, 이러한 시스템판별기법은 구조물의 동적거동을 이해하고 구조성능을 정의하는데 충분한 정보를 제공하고 있으며, 더 나아가서는 스케일이 된 모드형태를 획득할수 있는 새로운 형태의 혼합된 방법의 개발을 위하여 꾸준히 발전해 나가고 있다.(5),(15) 일반적으로 변수모델에 근거한 응답의존 판별법은 시스템의 실제 모델차수를 모르기 때문에 연속적으로 모델차수를 변화시켜 일련의 모달계수를 산정하고, 일련의 모달 선택기준에 의하여 안정화도(Stability Diagram)를 작성하여 거짓모드를 구별한다.
관련 구조물의 구조안정성을 확보하기 위해서는 무엇이 선행되어야 하는가? 고층건물 혹은 유사 대형구조물을 자연환경 혹은 미래재난으로부터 안전하게 보존하기 위하여서는 무엇보다도 관련 구조물의 구조안정성을 확보하여야 한다. 이를 위하여서는 현재 구조물이 보유하고 있는 건강상태 혹은 구조적 성능을 우선적으로 파악 혹은 진단하여야 하며, 그 다음에는 시간지속에 따른 재료의 열화(Deterioration) 혹은 주변 환경변화 등에 기인한 구조손상으로부터 야기될 수 있는 전체 구조물의 성능저하를 지속적 혹은 주기적으로 파악 혹은 예측할 수 있어야 한다. 그 결과, 평가된 구조물의 성능이 기준조건을 만족하지 못할 경우에는 적절한 성능향상 대책을 수립하여, 향후 발생 가능한 극단적인 사고를 사전에 방지 할 수 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. 대한건축학회, 건설교통부 제정 건축물 하중기준 및 해설, 2005. 

  2. 조순호, "초고층건물의 성능평가를 위한 응답의존 시스템판별 및 모델향상," 한국지진공학회 논문집, Vol. 12, No. 4, 19-33, 2008. 

  3. Applied Technology Council, Tentative provisions for the development of seismic regulations for buildings ATC 3-06, ATC, Redwood City, California, 1978. 

  4. Brincker R., Andersen P., and Jacobsen N. J., "Automated Frequency Domain Decomposition for Operational Modal Analysis," Proc., 25th Int. Modal Analysis Conf., Orlando, Florida, USA, 2007 

  5. Brinker, R., and Anderson, P., "A way of getting scaled mode shapes in output only modal testing," Proc., 21st Int. Modal Analysis Conf., Kissimmee, Florida, USA, 2003. 

  6. Brinker, R., Zhang, L., and Anderson, P., "Modal identification from ambient responses using frequency domain decomposition," Proc.,18th Int. Modal Analysis Conf., San Antonio, Texas, USA, 2000. 

  7. Cauberghe, B., "Applied frequency-domain system identification in the field of experimental and operational modal analysis," Ph.D. thesis, Dept. of Mech. Engrg., Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, 2004. 

  8. Ho, B. L., and Kalman, R. E., "Effective construction of linear state variable models from input/output data," Regelungstechnik, 14, 545-548, 1966. 

  9. Juang, J.-N., Applied system identification, Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, 1994. 

  10. Midas IT, "Midas/Gen: General Structural Design System for Windows, Online Manual, V.7.1.1 (R2)," Korea, 2006. 

  11. Peeters, B., and De Roeck, G., "Stochastic system identification for operational modal analysis: a review," J. Dyn. Syst., Meas., and Control, ASME, 123(12), 659-667, 2001. 

  12. Peeters, B., "System identification and damage detection in civil engineering," Ph.D. thesis, Dept. of Civil Engrg., Katholieke Univ. Leuven, Heverlee, Belgium, 2000. 

  13. Peeters, B., and De Roeck, G., "Reference-based stochastic subspace identification for output-only modal analysis," Mech. Syst. Signal Process., 13(6), 855-878, 1999. 

  14. Peeters, B., Van Der Auweraer, H., Guillaume, P., and Leuridan J., "The PolyMAX frequency-domain method: a new standard for modal parameter estimation," Shock and Vib., Special Issue dedicated to Prof. Bruno Piombo,11, 395-409, 2004. 

  15. Reynders, E., and De Roeck, G., "Reference-based combined deterministic-stochastic subspace identification for experimental and operational modal analysis," Mech. Syst. Signal Process., 22(3), 617-637, 2008. 

  16. Reynders, E., and De Roeck, G., "What's New in System Identification for Experimental and Operational Modal Analysis," Proc., Thematic Conf. on Comput. Meth. in Struct. Dyn. and Earthq. Engrg., Rethymno, Crete, Greece, 2007. 

  17. Standard Association of Australia, Minimum design loads on structures, Part 4: Earthquake loads AS1170.4, Sydney, Australia, 1993. 

  18. Structural Vibration Solutions, "ARTeMIS Extractor: Ambient Response Testing and Modal Identification Software, User's Manual," Demark, 2001. 

  19. Van Overschee, P., and De Moor, B., Subspace identification for linear systems: Theory-Implementation-Applications, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, 1996. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로