[논문]새로운 형태의 동조액체댐퍼에 의한 단자유도 건물의 양방향 응답제어

이혜리; 민경원

새로운 형태의 동조액체댐퍼에 의한 단자유도 건물의 양방향 응답제어
Reducing bi-directional response of SDOF building by new type Tuned Liquid Damper 원문보기

이혜리 (단국대학교 건축공학과) , 민경원 (단국대학교 건축공학과)

본 논문에서는 TLD와 TLCD를 사용한 하나의 액체 감쇠기를 이용하여 건물의 양방향 응답 제어를 연구하였다. 초고층 건물이 풍하중을 받을때는 풍방향과 풍직각방향으로 진동하여 두 개의 댐퍼를 필요로 한다. 이 논문에서 제안된 댐퍼는 건물의 양방향 응답을 하나의 감쇠기로 제어할 수 있다는 장점이 있다. 이 댐퍼의 TLCD는 건물의 주축방향으로 TLD는 주축으로 직각되는 다른 방향으로 거동을 하게 된다. 실험을 통해 양방향 감쇠기를 사용하여 건물의 양방향 응답제어를 증명하였다. 첫 번째로 양방향 감쇠기에 의한 건물의 응답제어를 알기 위한 진동대 실험을 실시하였다. 진동대 가속도를 입력으로 하고 단자유도 건물의 가속도를 출력으로 하는 전달함수를 통해 결과를 나타내었다. 실험 결과 이 연구에서 제안된 감쇠기는 단자유도 건물의 양방향 응답을 제어하였고, 비틀림 응답도 제어 하였다.

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

문제 정의

본 연구에서는 건물에 대한 양방향액체감쇠기의 응답제어를 평가하기 위해 양방향 거동을 할 수 있는 단자 유도 건물을 제작하였다. 건물의 주축인 x와 y축의 고유진동수가 1.
2Hz에서 비틀림 현상으로 인한 비틀림 진동수가 나타났다. 양방향액체감쇠기가 건물의 비틀림 응답도 제어효과가 있는지 알아보았다. 그림8은 진동대 가속도를 입력으로 하고 각 축 방향의 가속도 차를 출력으로 하는 전달함수이다.

제안 방법

그림3의 (b) 는 y축 방향을 TLD로 제어하였음을 보여준다. Accelerometer1,2는 건물의 TLCD방향의 가속도를 나타내며 이 두 가속도의 차를 이용해 건물의 y축의 비틀림 현상을 파악하였다. 입력 가진은 0 Hz 부터 15Hz까지의 대역을 가지는 백색잡음이다.
그림 3의 (a)는 단자유도 건물에 축 방향을 TLCD로 제어하였음을 보여준다. Accelerometer3,4는 건물의 TLD방향의 가속도를 나타내며 이 두 가속도의 차를 이용해 건물의 y축의 비틀림 현상을 파악하였다. 그림3의 (b) 는 y축 방향을 TLD로 제어하였음을 보여준다.
풍방향 및 풍직각 방향에 따라 양방향 거동을 하는 건물을 묘사하기 위하여 일방향 진동대 방향과 건물의 주축방향을 서로 비틀어지게 설치하였다. 가진 진폭을 변화시켜 진동대 실험을 수행하였다. 양방향액체감쇠기의 가속도 응답제어 성능을 검토하여 감쇠율 변화 평가하였다.
입력 가진은 0 Hz 부터 15Hz까지의 대역을 가지는 백색잡음이다. 가진 하중의 크기는 gain을 0.5, 0.7, 1로 변화시켜서 실험을 수행하였다. 이를 진동대 가속도 분산의 평균값으로 나타내면 gain0.
건물의 공진 시 응답제어를 더욱 효과적으로 알기 위해 진동대가속도를 입력으로 하고 양방향감쇠기가 제어하는 건물의 x축 방향에서 계측된 가속도를 출력으로 한 전달함수를 사용하였다. 그림6은 건물의 x축 가속도 응답의 전달함수이다.
본 연구에서는 건물에 대한 양방향액체감쇠기의 응답제어를 평가하기 위해 양방향 거동을 할 수 있는 단자 유도 건물을 제작하였다. 건물의 주축인 x와 y축의 고유진동수가 1.3Hz로 설정하고 표 1과 같은 건물을 제작하였고 이러한 건물의 2방향 가속도 응답제어를 평가하기 위해 표 2와 같은 형태의 양방향액체감쇠기를 설계하여 제작하였다. 표 3은 양방향 액체감쇠기의 질량 및 고유진동수를 나타낸다.
진동대위에 설치된 가속도계로 진동대가속도를 측정하였다. 그림 2와 같이 일방향 진동대로 양방향 거동을 하는 단자유도 건물을 모사하기 위해 진동대 가진 방향과 경사진 방향으로 건물을 비틀어 설치하였다. 그림 3의 (a)는 단자유도 건물에 축 방향을 TLCD로 제어하였음을 보여준다.
133 m/s²이다. 단자유도 건물의 비 제어 시의 가속도 값과 제어 시 가속도 값을 측정하였다.
따라서 양방향 풍하중 제어가 가능한 하나의 감쇠기를 필요로 한다. 본 논문에서는 단자유도 건물에 하나의 양방향액체감쇠기를 설치하여 양방향 응답 제어를 실험으로 검증하였다. 풍방향 및 풍직각 방향에 따라 양방향 거동을 하는 건물을 묘사하기 위하여 일방향 진동대 방향과 건물의 주축방향을 서로 비틀어지게 설치하였다.
양방향액체감쇠기의 TLCD방향으로 단자유도 건물의 응답제어를 알기 위해 비 제어, 제어 시에 건물의 x축 방향에서 계측된 가속도를 비교 하였다. 그림 4는 진동대 가진 입력이 gain1일 때 비제어 시와 제어 시의 시간에 따른 가속도 응답을 나타낸다.
양방향액체감쇠기의 TLD방향으로 응답제어를 알기 위해 비제어시, 제어시 건물의 축 방향에서 계측한 가속도를 비교 하였다. 그림5는 진동대 가진 입력이 gain1일 때 건물의 비제어, 제어 시 시간에 따른 가속도 응답을 나타낸다.
가진 진폭을 변화시켜 진동대 실험을 수행하였다. 양방향액체감쇠기의 가속도 응답제어 성능을 검토하여 감쇠율 변화 평가하였다.
일방향 진동대 위에 제작한 단자유도 건물을 설치하였고 그 위에 제작한 양방향액체감쇠기를 설치하였다.
본 연구에서는 TLCD와 TLD로 구성되어 있는 하나의 양방향액체감쇠기를 사용하였다. 진동대 실험으로 단자유도 건물에 설치된 양방향액체의 가속도응답제어성능을 검증하였다. 일 축 가진에 의한 건물 모델의 양방향 응답을 구현하기 위해 실험체를 가진 방향과 비틀어지게 설치하였다.
진동대위에 설치된 가속도계로 진동대가속도를 측정하였다. 그림 2와 같이 일방향 진동대로 양방향 거동을 하는 단자유도 건물을 모사하기 위해 진동대 가진 방향과 경사진 방향으로 건물을 비틀어 설치하였다.
본 논문에서는 단자유도 건물에 하나의 양방향액체감쇠기를 설치하여 양방향 응답 제어를 실험으로 검증하였다. 풍방향 및 풍직각 방향에 따라 양방향 거동을 하는 건물을 묘사하기 위하여 일방향 진동대 방향과 건물의 주축방향을 서로 비틀어지게 설치하였다. 가진 진폭을 변화시켜 진동대 실험을 수행하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 TLCD와 TLD로 구성되어 있는 하나의 양방향액체감쇠기를 사용하였다. 진동대 실험으로 단자유도 건물에 설치된 양방향액체의 가속도응답제어성능을 검증하였다.
본 연구에서는 그림1과 같은 형태의 양방향액체감쇠기를 사용하였다. 이것은 건물의 최상층에 설치되어 풍직각 방향으로 진동할 때에는 TLD또는 TLCD로 거동을 하며 풍방향으로 진동할 때에는 TLCD 또는 TLD 로 거동하여 건물을 제어하게 된다.

성능/효과

양방향액체감쇠기의 수조크기와 수위를 조절하여 건물의 양방향 주기에 동조시켜 실험을 수행한 결과, 건물모델의 양 축의 가속도응답이 모두 효과적으로 제어하였다. 또한, 건물의 비틀림 가속도응답도 효과적으로 제어되었다.
일 축 가진에 의한 건물 모델의 양방향 응답을 구현하기 위해 실험체를 가진 방향과 비틀어지게 설치하였다. 양방향액체감쇠기의 수조크기와 수위를 조절하여 건물의 양방향 주기에 동조시켜 실험을 수행한 결과, 건물모델의 양 축의 가속도응답이 모두 효과적으로 제어하였다. 또한, 건물의 비틀림 가속도응답도 효과적으로 제어되었다.
그림6은 건물의 x축 가속도 응답의 전달함수이다. 진동대 가속도 입력크기가 피크를 기준으로 할 때 70%이상 감소함을 알 수 있었다. 표 4는 비제어시와 제어시의 RMS 가속도 응답 값을 나타낸다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

새로운 형태의 동조액체댐퍼에 의한 단자유도 건물의 양방향 응답제어
Reducing bi-directional response of SDOF building by new type Tuned Liquid Damper 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

새로운 형태의 동조액체댐퍼에 의한 단자유도 건물의 양방향 응답제어 Reducing bi-directional response of SDOF building by new type Tuned Liquid Damper 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

새로운 형태의 동조액체댐퍼에 의한 단자유도 건물의 양방향 응답제어
Reducing bi-directional response of SDOF building by new type Tuned Liquid Damper 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper