Application of Response Spectrum Method for Analysis of a Floor System Subjected to Dynamic Loads on Multiple Locations

복수 절점에 가진되는 건물 바닥판의 해석을 위한 응답스펙트럼 해석법의 응용

  • 김태호 (학생회원·성균관대 건축공학과) ;
  • 이동근 (정회원·성균관대 건축공학과 교수 공학박사)
  • Published : 2002.03.01

Abstract

In general, the response spectrum analysis method (R.S.A) is widely used for seismic analysis of building structure. But, it is not common to apply R.S.A for the analysis of structural vibration caused by dynamic loads of equipments, machines and moving leads, etc. The time history analysis method(T.H.A) for the vibration analysis, compared with R.S.A, is very complex, difficult and time consuming. So the application of R.S.A, that is convenient to calculate maximum responses for structural vibration, is proposed in this study. At first, the procedure for the application of the R.S.A to calculate of the maximum vibration response induced by dynamic load applied on the single point is described. And then, the process, which can save the time and the memory for calculation of the maximum vibration response induced by dynamic loads on the multi-point is proposed, and the maximum structural response caused by moving loads are obtained. Lastly, the accuracy of the proposed method is verified by comparing the results of R.S.A to T.H.A for some example models.

일반적으로 응답스펙트럼 해석법은 건물의 지진해석에 널리 사용되고 있지만 기계하중이나 이동하중 등에 의하여 발생하는 진동에 대한 해석에는 시간이력해석이 주로 사용되고 있다. 그런데, 시간이력해석법은 정확한 반면 매우 복잡하고 어려우며 많은 시간을 필요로 한다. 따라서, 본 논문에서는 동적하중을 받는 구조물의 최대응답을 응답스펙트럼해석법을 이용하여 간편하게 계산하는 방법을 제시하고자 한다. 우선, 이 해석법의 해석과정에 대하여 알아보았으며, 복수절점에 동적 하중을 받는 경우에 대해서 해석시간 및 메모리를 줄이는 방법을 제시하였다. 다음으로는 이동하중을 받는 경우에 대하여 구조물의 최대응답을 구하는 방법에 대하여 알아보았다. 마지막으로 예제를 통하여 시간이력해석을 수행하여 얻은 최대응답과 응답스펙트럼해석에 의한 최대응답을 비교하여 제시한 해석법의 정확성을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 대한건축학회, '강구조 한계상태 설계기준 및 해설', 1998
  2. Allen D.E. & T.M. Murray, 'Design Criterion for Vibration Due to Walking', AISC, Engineering Journal, 4th Qtr., 1993
  3. 이동근, 김태호, '응답 스펙트럼 해석법을 이용한 건축구조물의 바닥진동해석', 한국지진공학회 논문집, 제2권, 제4호, 1998
  4. Clough, R. W. & Penzien, J.,Dynamics of Structures, McGraw-Hill, New York, 1993
  5. 한국전산구조공학회, '구조물의 내진설계', 1997
  6. 이동근, 안상경, 김진구, '부분구조법에 의한 건축구조물의 국부진동해석', 한국전산구조공학회 논문집, 제12권, 제1호, 1999
  7. 안상경, 홍성일, 이동근, '3차원 골조 구조물의 효율적인 연직진동해석', 한국전산구조공학회 학술발표회 논문집, 1996
  8. 정길영, 송종걸, 이동근, 김우범, '구조물의 효율적인 연직진동해석', 대한토목학회 논문집, 제15권, 제4호, 1995
  9. 안상경, 김태호, 이동근, 김진구, '이동하중을 받는 골조 구조물의 진동해석', 대한건축학회 춘계학술발표회 논문집, 1998
  10. Chopra, A. K., Dynamics of Structures, Prentice Hall, Englewood Cliffs, N. J., 1995
  11. Edward L. Wilson., Three Dimensional Dynamic Analysis of Structures, Computer & Structures Inc. 1997
  12. Hugo Bachmann. et al., Vibration Problems in Structures, BIRKHAUSER, 1995