• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.15 no.1
• /
• pp.173-188
• /
• 2002

In General, the measured loads and load-time function suggested by Bachmann iota walking are used for vibration analysis of structures subjected to footstep loads. It is not easy to measure walking loads because they we influenced by various parameters. Therefore, it is needed to model the walking loads that can be applied to structure analysis. Parameter study is used for the walking loads having various walking frequency for vibration analysis of structures under walking loads. In this study, walking loads were measured directly by using a force plate within two load cells, and the parameters of the walking loads were analyzed. The measured walking loads are decomposed into harmonic loads by using the Fouler series. Functional relationship between the walking frequency and the Fourier coefficients can be derived from the coefficients of harmonic loads obtained by the decomposition process, and the walking loads were formulated. It is possible to apply the venerated walking loads easily or conveniently by the proposed equation to the analysis of a structure subjected to walking loads.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.5 no.1
• /
• pp.21-29
• /
• 2001

주차장, 버스터미널, 스타디움, 집회공간과 같은 낮은 고유진동수를 갖는 장경간 건축물에서는 저속 차량의 이동하중이나 보행자의 보행하중과 같은 동적하중에 의해 과도한 바닥판 진동이 발생할 수 있으며 이러한 진동은 건축물의 이용자에게 불쾌감을 일으켜 건축물의 사용성에 심각한 영향을 주게된다. 구조물에 가해지는 보행하중의 일반적인 적용방법은 분할된 요소의 절점을 따라 절점하중으로 가하는 것이다. 그러나 이러한 해석모델은 보행하중을 절점에만 가해야하는 제한적인 문제점을 가지고 있어 보폭 수만큼 절점을 생성시켜야 하며 보폭이 변하거나 절점이외에 하중이 작용할 경우 해석모델을 수정해야하는 번거로움이 있다. 본 연구에서는 보행하중에 대한 계측과 분석을 통하여 보행하중의 동적특성을 분석하였으며 계측한 보행하중을 예제구조물에 적용하였다. 그리고 보행하중에 의한 구조물 진동의 효율적인 해석을 위하여 구조물에 가해지는 보행하중을 등가의 절점하중으로 치환하는 방법을 제안하였으며 제안된 등가절점 하중의 타당성을 검증하기 위하여 예제구조물의 진동해석을 수행하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.26 no.5
• /
• pp.375-383
• /
• 2014

In Seoul, total 166 places of foot-bridges were constructed but a study on correlation between resonance occurrence status by gait vibration and natural frequency by each span and that between span based on structural system and natural frequency is very unsatisfactory in reality. Consequently in this study, time series wave form, power spectrum and natural frequency were analyzed based on resonance occurrence by targeting 65 places of foot-bridges being constructed in Seoul through convenient and simple portable vibration meter.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.36 no.2
• /
• pp.75-83
• /
• 2023

In this paper, we present the analysis results on the vibration serviceability of a pedestrian bridge considering the effect of pedestrian moving mass inertia. Using dynamic finite element analysis, we considered different walking scenarios, including pedestrian density, walking speed, random walking, and synchronized walking, to analyze the acceleration response of a 40m long single-span bridge with a steel composite box cross section. We showed that the equivalent fixed mass analysis method did not significantly differ from the moving mass analysis in the random walk scenario and a wider frequency excitation band may be useful to consider when evaluating vibration serviceability in a random walk scenario.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.5 no.5
• /
• pp.35-45
• /
• 2001

Recently, the floor systems those require large open space may have low inherent damping due to the decline of the use of curtain walls. Furthermore, the use of the high strength materials has resulted in more flexible and longer spanning in floor systems. The long span structures such as shopping malls, offices and large assembly rooms may lead to significant dynamic response due to human activities. Excessive vibrations make the occupants uncomfortable and deteriorate the serviceability of buildings. It is now proved that footfall loading is the major source of floor vibrations. The common method of application of walking loads for the vibration analysis of structures subjected to walking loads is to inflict measured walking loads and periodic function at a node. But this method could not account for the moving effect of walking. In this study, natural frequency and damping ratio of example structure are evaluated by heel drop tests. And the application of equivalent walking loads is used for on efficient vibration analysis of the plate structures subjected to walking loads.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
• /
• v.21 no.1
• /
• pp.42-48
• /
• 2011

This paper presents the vibration reduction algorithm at the walking-will recognition sensors on the uneven terrain. Recently, concern about walking assistant aids is increasing according to the increase in population of elder and handicapped person. However, most of walking aids don't have any actuators for its movement. So, general walking aids have weakness for its movement to upward/download direction of slope. To overcome the weakness of the general walking aids, many researches for active type walking aids are being progressed. Especially, vibration analysis and impulse reduction are one of the important elements of the active-type walking aid during moving on the outdoor area because the ground has many kinds of obstacles such as speed dumps, puddles and so on. So, we analyze the influence from vibration by uneven terrain. And then, we propose the impulse reduction algorithm to overcome the vibration. All the processes are verified experimentally in an active-type walking aid.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• pp.74-74
• /
• 2011

본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.7 no.6
• /
• pp.9-15
• /
• 2003

This paper describes a vibration control by using tuned mass damper(i.e., TMD) for an existing footbridge. The footbridge is the simple steel box girder bridge with main span length of 47.7m. This bridge has light weight, low damping and the 1st bending frequency of 1.84㎐. Its frequency is close to a walking cycle, which is 2㎐. Therefore the uncomfortable resonant vibrations due to a pedestrian walking have occurred frequently. The vibration control by means of TMD for suppressing the pedestrian induced vibration was conducted. Taking into account economical benefits and the easiness of installation, a compact TMD installed within a handrail was designed. From field tests of the TMD, it was confirmed that the structural damping of the bridge via. the compact TMD was enhanced by 13 times and the resonant vibration due to pedestrian walking was suppressed.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
• /
• v.7 no.1
• /
• pp.65-72
• /
• 2003

The objective of this study is to estimate the frequency characteristics of group walking loads based on the information of measured responses. At first, dynamic properties such as natural frequencies and modes are obtained from input/output relation for building structures by heel drop test. Second, a method to estimate group walking loads by the transfer functions from measured responses to group walking loads is proposed. The method turned out to estimate the group walking loads accurately. Higher modes could be important in estimating the amplitude of group walking loads with the information of single walking load.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2014.10a
• /
• pp.216-224
• /
• 2014

층간소음의 대부분의 원인이 아이들 뛰거나 발걸음으로 나타나고 있어 층간소음 저감을 위한 선행 연구로 층간소음의 주요 충격원인 보행 행위에 대한 정밀한 연구가 필요하다. 성인 보행 충격력과 그에 따른 바닥충격음을 계측하여 보행하중이 바닥충격음에 영향을 주는 요소를 분석하였다. 보행하중 중 발 뒤꿈치 충격력은 전체 충격하중을 주파수 특성을 대변할 수 있는 임펄스 형태의 하중으로 충격력은 뱅머신 또는 고무공보다 낮지만 1 차 영점(First zero)이 80Hz 정도로 높아 유효 가진 주파수 대역이 표준 중량충격원 보다 높았다. 구조물과 수음실의 고유모드 특성으로 인해 외부 충격에 대한 구조체 진동 및 음압의 공진 현상이 발생되기 때문에 공진 성분이 포함되는 바닥충격음 레벨은 순수 충격력 특성인 보행 또는 표준 중량충격원의 옥타브 밴드 충격력 폭로레벨과는 전혀 다른 주파수 특성을 나타내었다.