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문제 정의
- 각각의 제어장치에 따라서 제어력, 반응속도, 경제적 비용 등 장·단점이 있을 수 있으며 본 논문에서는 구조물의 진동제어에 가장 많이 적용하고 있는 수동 TMD를 아치 구조물의 진동제어에 적용하고자 한다.
- 예제 구조물의 저차 모드형상을 분석하여 수평 및 연직변위가 가장 많이 발생하는 트러스 경간의 1/2지점, 경간의 좌우 1/4지점에 그림 5와 TMD를 설치하여 TMD 설치위치에 따른 진동응답을 비교 분석하고자 한다. 그리고 1차 모드를 비롯한 저차모의 경우에 모드 형상이 수평 및 수직 양방향 모두 나타나고 수평방향 지진하중에 대하여 수평방향 뿐만 아니라 수직방향 응답이 매우 크게 발생하므로 TMD의 거동을 수직 및 수평방향으로 하여 그에 따른 진동제어 성능을 분석하고자 한다.
- TMD는 질량·스프링·댐퍼로 구성된 제진장치로 이 장치의 고유주기를 제어하고자 하는 구조물의 진동주기에 맞추어 조정하면 추가 흔들리게 되어 추와 건물 간의 댐퍼에 의해 에너지가 흡수되며 대상으로 하는 구조물 자체의 진동을 저감할 수 있다. 본 연구는 대공간구조물 중에서 자중이 비교적 커서 지진응답이 크게 나타나는 스페이스 프레임 형태의 아치 구조물을 대상으로 하여 수동형 TMD 설치위치 및 거동방향에 따른 제어성능을 분석하고자 한다.
- 공간구조물은 동적특성으로 인하여 수평방향 지진하중에 의하여 수평방향의 지진응답은 물론 연직방향의 지진응답이 매우 크게 나타나고 있다. 본 연구에서는 TMD 설계에 대한 기본적인 설계변수인 TMD의 설치위치 및 TMD의 거동방향에 따른 아치 구조물의 제어성능을 알아보았다.
- 따라서 공간구조물에 대한 진동 제어장치의 적용에 있어서 일반구조물과는 다른 방법으로 적용해야 할 것이다. 본 연구에서는 구조물의 진동제어 있어서 가장 많이 적용되고 있는 TMD(동조질량감쇠기)를 공간구조물의 진동제어에 적용하고자 한다. TMD는 질량·스프링·댐퍼로 구성된 제진장치로 이 장치의 고유주기를 제어하고자 하는 구조물의 진동주기에 맞추어 조정하면 추가 흔들리게 되어 추와 건물 간의 댐퍼에 의해 에너지가 흡수되며 대상으로 하는 구조물 자체의 진동을 저감할 수 있다.
가설 설정
- - 지진하중의 작용방향에 관계없이 TMD의 거동을 수직방향으로 움직이도록 것이 수평방향으로 움직이게 한 것 보다 제어성능에 있어서 효과적이다.
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