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고진동수 계단의 진동응답 산정을 위한 등가임펄스 산정식 제안
Formula for Equivalent Impulsive Force to Predict Vibrational Response of High-frequency Staircases 원문보기

韓國鋼構造學會 論文集 = Journal of Korean Society of Steel Construction, v.27 no.2, 2015년, pp.181 - 193  

김나은 (서울대학교, 건축학과) ,  이철호 (서울대학교, 건축학과) ,  김성용 (서울대학교, 건축학과)

초록
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심미성과 기능성이 현대 건축의 중요한 요소로 대두되면서 최근 비교적 경량의 고진동수 계단의 활용처가 점차 증가하고 있다. 하지만 국내의 실정 상 고진동수 계단의 진동성능을 평가하기 위한 방법이 전무한 실정이다. 유럽강구조학회의 지침의 경우 등가임펄스하중 개념을 도입하여 고진동수 바닥의 응답예측 및 진동성능 평가에 활용하고 있으나, 이는 서행보행에 대한 실험치를 토대로 제안한 값으로 2.2Hz 이상의 속보 가진에 대한 응답을 과대평가하는 한계를 지니고 있다. 이에 본 연구에는 1.4~4.5Hz의 다양한 가진진동수에 대한 가속도 응답의 실측값을 바탕으로 서행 및 속보 가진 시의 응답을 합리적으로 예측할 수 있는 등가임펄스 식을 제안하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

High-frequency staircases are widely used nowadays to meet aesthetics and functionality needed in modern architecture. Unfortunately, no design guide is available in domestic practice to predict response or evaluate the vibration performance of high-frequency staircases. SCI-P354 published by the St...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
비교적 경량의 고진동수 계단이 널리 쓰이는 이유는? 현대 건축에서 심미성과 기능성이 중요한 요소로 대두되면서, 비교적 경량의 고진동수 계단이 널리 쓰이는 추세이다. 이러한 추세에도 불구하고 국내의 경우 고진동수 계단의 진동응답을 산정하는 방법이 전무한 실정이기 때문에 바닥의 진동응답을 산정하는 방법을 계단에 그대로 준용할 수밖에 없다.
국내에서 고진동수 계단의 진동응답을 산정하는 방법은? 현대 건축에서 심미성과 기능성이 중요한 요소로 대두되면서, 비교적 경량의 고진동수 계단이 널리 쓰이는 추세이다. 이러한 추세에도 불구하고 국내의 경우 고진동수 계단의 진동응답을 산정하는 방법이 전무한 실정이기 때문에 바닥의 진동응답을 산정하는 방법을 계단에 그대로 준용할 수밖에 없다.
일반 바닥과 동일한 기준으로 계단을 설계할 경우 문제가 발생할 수 있는 이유는? ISO 10137의 부록 A[1]에 따르면 계단 보행하중은 평지를 걸을 때 발생하는 하중과는 다르게 대개 하중의 크기가 크고 계단을 급속히 내려오는 경우가 많으므로 가진진동수가 3Hz에서 4Hz정도이며 종종 4.5Hz에 이르기도 한다. 이는 일반적인 보행하중의 범위가 1.8Hz에서 2.2Hz 사이인 것과 크게 대조적이다. 따라서 일반 바닥과 동일한 기준으로 계단을 설계할 경우 예기치 않은 문제가 발생할 수 있다.
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참고문헌 (9)

  1. ISO (1997) Mechanical Vibration and Shock: Evaluation of Human Exposure to Whole-body Vibration. Part 1, General Requirements: International Standard ISO 2631-1: 1997(E), ISO. 

  2. Thomas, M.M., David, E.A., and Eric. E.U. (2003) Steel Design Guide Series 11 : Floor Vibrations Due to Human Activity. American Institute of Steel Construction. 

  3. Smith, A.L., Hicks, S.J., and Devine, P.J. (2009) Design of Floors for Vibration : A New Approach. The Steel Construction Institute. 

  4. Hauksson, F. (2005) Dynamic Behaviour of Footbridges Subjected to Pedestrian-Induced Vibrations, Lund University, Sweden. 

  5. Middleton, C.J. and Brownjohn, J.M.W. (2010) Response of High Frequency Floors: A Literature Review, Engineering Structures, Vol.32, No.2, pp.337-352. 

  6. Kerr, S.C. and Bishop, N.W.M. (2001) Human Induced Loading on Flexible Staircases, Engineering Structures, ELSEVIER. Vol.23, No.1, pp.37-45. 

  7. Willford, M., Young, P., and Field, C. (2006) Improved Methodologies for the Prediction of Footfall-Induced Vibration. Building Integration Solution, pp.1-15. 

  8. Brownjohn, J.M.W. (2006) Dynamic Performance of High Frequency Floors. Proceedings, IMACXXIV. 

  9. Chopra. A.K. (1995) Dynamics of Structures : Theory and Applications to Earthquake Engineering, Vol.3, Prentice Hall, New Jersey. 

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