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숭례문의 진동특성에 관한 연구
A Study on the Vibration Characteristics of Sungnyemun 원문보기

한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회, 2009 Apr. 16, 2009년, pp.540 - 543  

김혜원 (국립방재교육연구원 방재연구소) ,  이정한 (국립방재교육연구원 방재연구소) ,  박민규 (국립방재교육연구원 방재연구소) ,  박병철 (국립방재교육연구원 방재연구소) ,  이원호 (국립방재교육연구원 방재연구소)

초록
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본 연구는 숭례문의 진동측정을 통한 고유진동수와 감쇠, 진동모드 등의 파악을 목적으로 한다. 목조 건축물의 진동측정방법은 건축물에 손상을 주지 않으며 공학적인 데이터의 획득으로 숭례문의 시간, 환경에 따른 구조특성의 변화를 수치적으로 파악할 수 있게 해준다. 숭례문에 대하여 상시미동측정과 인력가진측정을 실시하였다. 그 결과, 숭례문의 진동특성은 장변방향으로 2.12Hz, 단변방향으로 1.56Hz로 비슷한 규모와 형식이라고 할 수 있는 흥인지문, 수원 팔달문보다 높은 고유진동수값을 얻었고 감쇠값은 장변방향으로 1.7%, 단변방향으로 1.8%의 값을 가진다. 2008년 화재로 전소된 숭례문의 진동특성이지만 앞으로 비슷한 구조 건축물에 대한 측정 데이터의 축적을 통하여 목조 건축물의 진동특성에 대한 주기식 및 성능파악에 대한 기준 및 평가자료의 근거로 쓸 수가 있다.

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

제안 방법

  • 각 계측 데이타는 1Hz이하의 저주파수 성분(주기 1초 이상의 장주기 성분)을 제외함과 동시에 고진동수성분을 제외시키는 Band Pass Filter (1.0Hz-75.0Hz)를 이용하여 처리하였다. 고유진동수를 산출하기 위해서는 시간이력곡선 데이타로부터 퓨리에 변환을 실시하여 얻어진 진동수 스펙트럼 그래프로부터 고유진동수를 구하였다.
  • 계측기 설치위치는 그림 1과 같이 수평방향으로 장변방향, 단변방향을 모두 측정하거나 계측기를 모두 같은 방향으로 두고 측정하고, 수직방향으로는 같은 기둥위치에서 장 · 단변방향으로 계측기의 위치를 수직으로 설치하여 측정하였다.
  • 0Hz)를 이용하여 처리하였다. 고유진동수를 산출하기 위해서는 시간이력곡선 데이타로부터 퓨리에 변환을 실시하여 얻어진 진동수 스펙트럼 그래프로부터 고유진동수를 구하였다. 분석 데이타수는 8,192로 샘플링 시간 40.
  • 이때 가력하는 사람은 두 다리를 바닥에 고정시키고 손은 기둥에 접한 채 가력하며, 가력속도는 상시미동측정에서 알게 된 건물의 고유진동수로 건물을 자유진동 시킨 후 가력제거 후 진동의 감쇠를 측정한다. 사진 1은 계측기 설치와 인력가진시의 전경으로 상시미동은 5분간, 인력가진은 1분간 측정하였다.
  • 96초이고 주파수 간격은 1/샘플링 시간으로 하였다. 상시 미동측정은 5분간 이루어졌고 나누어진 데이타를 평균화하여 분석하였다.
  • 상시미동계측은 서버형 속도계 VSE-15D(동경측진) 6개와 SPC-51(동경측진) 프로그램을 이용하여 측정을 실시하였다. 계측기 사진 및 계측조건은 다음의 표 1과 같다.

대상 데이터

  • 고유진동수를 산출하기 위해서는 시간이력곡선 데이타로부터 퓨리에 변환을 실시하여 얻어진 진동수 스펙트럼 그래프로부터 고유진동수를 구하였다. 분석 데이타수는 8,192로 샘플링 시간 40.96초이고 주파수 간격은 1/샘플링 시간으로 하였다. 상시 미동측정은 5분간 이루어졌고 나누어진 데이타를 평균화하여 분석하였다.
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