선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해, 이 논문에서는 기존에 사용되어 왔던 상·하부 얇은 강판 사이에 특수 나노소재를 충전한 iFLASH System을 사용하였으며, 바닥재의 감쇠율을 파악하기 위해서 iFLASH System이 적용된 현장에서 시공단계별 진동 특성을 단일부재, 합성부재, 골조 완공 후, 마감 완공 후로 분석하였다. 기존의 데크플레이트를 사용한 철골조의 감쇠율과 비교하여 보행하중에 대한 사용성 평가의 기본 자료로 제시하고자 한다.
제안 방법
- 각 실험체별로 바닥 상단에서 굴절운동을 통해 자유진동을 발생시켰으며, 이를 통해 구조물의 고유 진동수와 감쇠율을 평가하였다. [Fig.
- 이 零線의 측정오차는 측정파형이 전반적으로 작거나 진폭이 작게 되는 파형의 후반부에 오차가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 이러한 오차를 줄이기 위하여 양진폭을 사용하였다8). 양진폭을 사용하는 경우의 감쇠율 산정식은 식(1)과 같다.
- 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해, 이 논문에서는 기존에 사용되어 왔던 상·하부 얇은 강판 사이에 특수 나노소재를 충전한 iFLASH System을 사용하였으며, 바닥재의 감쇠율을 파악하기 위해서 iFLASH System이 적용된 현장에서 시공단계별 진동 특성을 단일부재, 합성부재, 골조 완공 후, 마감 완공 후로 분석하였다.
- 또한 iFLASH 합성보의 휨강도 및 강성을 증진시키기 위한 목적으로 강재보 웨브 좌우 측면, 하부플 랜지 상단으로부터 20mm 떨어진 지점에 공칭직경 15.2mm인 강연선을 설치한 실험체를 별도로 제작 하였다. 강연선에 도입된 장력의 크기는 강연선 하나당 약 26.
- 바닥판의 응답 측정은 하중이 바닥판 중앙부에 위치할 때 응답이 가장 커지므로 센서는 슬래브의 중앙을 포함한 3곳의 위치에 센서를 설치하였고, 센서가 설치된 곳으로 보행을 실시하여 가진하였다. 가진 시 센서의 움직임을 방지하기 위하여 센서와 연결케이블을 견고히 바닥슬래브에 부착하였다.
- iFLASH System은 강판사이에 고분사 소재의 일종인 특수나노소재를 충진한 합성 패널로 구성된다. 본 시스템에 대한 동적 특성을 평가하기 위해 진동 계측을 실시하였으며, 이를 통해 고유진동수 및 감쇠율을 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 시공단계별 진동특성을 분석하기 위해 단일부재, 합성부재, 골조 완공 후, 마감 완공 후 실험을 통하여 부재의 부착과 마감재 등이 고유진동수와 감쇠율의 변화에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다11).
- 시공단계별 진동특성을 분석하기 위해 보행하중 실험으로 몸무게 70Kg의 사람이 진동수 2Hz를 유지하여 센서에서 수평방향으로 30cm 떨어진 곳을 중심으로 왕복 이동하며 바닥판에 보행하중을 가진 하였다. 보행하중은 [Fig.
- 이와 같은 실험을 단일부재, Slab 설치 후, Slab 마감 후 별로 수행하였고, 모든 실험은 3회씩 수행하여 평균값으로 평가하였다. 실험에 있어서 각 시공단계는 [Table 3]과 같다.
- 진동원은 충격하중과 보행하중 두 가지로 실험의 종류를 선정하였다. 충격하중은 자유진동실험으로서 뒤꿈치 충격을 사용하여 고유진동수와 감쇠율을 분석하였다.
대상 데이터
- iFLASH 합성보의 경우, H-294x200x8x12 규격의 강재(SM490) 형강을 사용하였으며, 상부플랜지 상단에 상기 언급된 iFLASH 패널을 좌우로 볼트 접합하여 합성보를 제작하였다.
- 7]과 같이 철골보 위에 실시하였으며, 해당 Slab에 단순지지하였다. 실험을 위해서 ICP Type 계측장비를 통하여 계측을 진행하였고, 계측 위치는 구조물의 동적 특성을 대표할 수 있는 3곳의 지점에서 계측을 진행하였다.
- 진동계측 실험의 iFLASH System 크기는 단일부재는 길이가 6,000mm, 너비가 750mm, 두께는 59mm인 규격을 사용하였다. 상·하부에 위치한 강판(SS400)의 두께는 4.
- 5mm이다7). 현장에 실제로 설치된 iFLASH는 건물내부에 2,180mm의 스팬에 5,220mm의 폭을 설치하였으며, A모듈 10개와 B모듈 2개를 설치하였다.
데이터처리
- iFLASH의 골조 완공 후, 마감 완공 후의 슬래브에 대한 파워스펙트럼은 각각 3회씩 실험을 실시하여 얻어진 값을 [Tabel 4]에 평균값을 나타냈다.
- 각 실험체별 감쇠율을 산정하기 위해서 시계열 파형 중 1차 모드 자유진동파형을 이용하여 [Figs.12~15]와 같은 자유진동파형을 얻었으며, 각각 2~3회씩 실험으로부터 얻어진 값은 [Table 6]에 평균 값을 나타냈다.
이론/모형
- 이 연구에서는 계측된 진동 데이터로부터 해당 시스템의 감쇠율을 계산하기 위해 대수감소법을 적용하였다. 대수감소율(對數減衰衰率)은 감쇠 자유 진동하는 물체의 진폭(Amplitude)이 감소하는 정도를 나타내는 값으로 식 (2)와 같이 n개의 주기가 지난 시점에서의 진폭의 감소비를 자연대수를 취해 구한 것이다.
성능/효과
- iFLASH의 골조 완공 후의 고유진동수 평균값은 27.6Hz로 나타났고, 마감 완공 후의 슬래브에 고유 진동수의 평균값은 28.5Hz로 3.26%의 차이를 보이고 있다.
- 계측된 시계열 파형으로부터 대수감소법에 의해 분석된 평균 감쇠율의 값은 iFLASH 바닥 패널의 감쇠율은 1.26%, iFLASH 합성부재의 감쇠율은 1.48%, 골조 완공 후가 2.63% 그리고 마감 완공 후가 4.57%로 시공 단계별로 감쇠율이 증가되는 경향을 파악하였다. 또한 기존의 데크플레이트를 사용한 철골조 바닥슬래브의 감쇠율이 2~5% 사이에 있는 점을 감안할 때, iFLASH 바닥 패널의 감쇠율은 기존의 철골조와 동등한 감쇠율 성능을 가지고 있음을 확인하였다.
- 11]의 감쇠율의 그래프를 통해 나타냈다. 또한 기존의 데크플레이트를 사용한 철골조 바닥슬래브의 감쇠율이 2~5% 사이에 있는 점을 감안할 때, iFLASH 바닥 패널의 감쇠율은 기존의 철골조와 동등한 감쇠율 성능을 가지고 있음을 확인하였다.
- 2%의 오차율로 근소한 차이를 보이고 있다. 또한, 골조가 완공 된 감쇠율은 2.63%로 나타났으며, 마감까지 완공된 경우의 4.57%의 감쇠율을 나타내고 있다. iFLASH 단일부재와의 오차율은 3.
- 또한, 특수나노소재는 고분자계열의 탄성중합체로서 높은 충격 흡수 성능을 통하여 방폭 및 진동저항 성능도 확보하였다. 특히 iFLASH System은 기존에 사용되던 데크플레이트 슬래브에 비하여 공기 및 시공성 측면에서 많은 장점을 가지고 있으며, 경제성 검토를 통하여 구조물량을 약 10%, 공사기간을 약 25% 줄임으로써 공사비를 저감할 수 있다는 것이 검증되었다7).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.