Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.5
no.1
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pp.21-29
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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 the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.15
no.1
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pp.173-188
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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
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v.5
no.5
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pp.35-45
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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 Earthquake Engineering Society of Korea
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v.7
no.1
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pp.65-72
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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
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2014.10a
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pp.216-224
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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.
In recent years building floors become larger and more spacious due to the development of new design methods and high strength and light weight materials. However, such long span floor systems may provide smaller amount of damping and have a longer period so that they may be more vulnerable to the floor vertical vibration. In Korea when floors are to be checked against the floor vertical vibration, the provisions developed in foreign countries have been used. However these guidelines have been developed based on human perception, which may vary from country to country. Also, Korea have particular floor systems, such as flat plate floor system of apartment building. This study attempts to evaluate the vibration performance of the floors in typical apartment buildings. Two different floors with the area of $28 m^2$ and $32 m^2$ were investigated. The criteria provided by ATC-1(1999), AISC-11(1997), AIJ(1991) and the local criteria developed in the previous study(Han, 2003) was used to check the acceptability of the floor vertical vibration.
본 연구는 하중운반 보행시 지면반력에 미치는 하중운반체계의 효과에 관한 생체역 학적 연구로써 지면반력기, EMG system등을 이용하여 동역학적인 분석을 하였다. 피실험자는 2명이며, 무부하시와 하중운반시 지면반력의 동역학적인 변화, 근육의 활동전위를 분석하였다. 분석한 결과는 아래와 같다. 1. 20kgw, 30kgw의 하중운반 체계에서 비효율적인 보행동작으로 나타났으며, 30kgw의 운반체계는 지면에 큰 충격을 주는 것으로 나타났다. 2. 비복근, 전경골근, 내측광근, 외측광근의 활동전위는 부하의 증가에 따라 크게 나타았으며, 전경골근의 경우는 20kgw의 등 뒤쪽 부하시 활동전위가 감소되었다.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.35
no.5
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pp.309-316
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2022
This study proposes a finite element analysis method that can analyze the vibration of a beam by considering the inertia effect of moving masses in a vertical direction. The proposed method is effective when a precise interaction analysis is not required. The inertial effects of the moving masses are included in the equation of motion, and the interaction forces between the masses and the beam are considered only as external loads. Time domain analyses were performed using Abaqus, a general-purpose finite element analysis software, and an implementation method using multi-point constraints wais presented to link the displacements of the beam element nodes and moving rigid masses. The proposed method was verified by comparing its solution with that obtained using an existing analytical method, and the analysis results for continuous beam vibrations under dynamic gait loadings were used to examine the mass effect of pedestrians.
압력측정시스템은 입각기동안 동적압력분포를 성공적으로 측정할 수 있으나 하중수용기-중간입각기, 말기입각기-전유각기의 전환기들에 대해서는 운동분석시스템을 사용하지않고는 정확한 정의가 불가능하다. 따라서 저자들은 수평자유보행 시 압력중심의 이동을 이해하기 위해서 정상적인 발을 가진 20-30대 성인남자 78명을 대상으로 동작분석과발바닥 압력측정을 동시에 수행하였다. 결과로 하중반응기-중간입각기 전환시기의 발바닥 압력중심점은 후족부와 중족부의 경계선에서 앞쪽으로 1.9$\pm$1.5frame(32$\pm$24msec)에 위치하였으며 말기입각기-전유각기 전환시기에는 중족골두 최대 압력점의 앞쪽으로 2.3$\pm$2.0 frame(38$\pm$33msec)에 위치하였다. 정상수평보행에 있어서 최초접지 순간 압력중심은 전방으로 빠르게 이동하다가 바로 급속히 감소하여 하중반응기-중간입각기의 전환시기에는 작은 속도로 이동하였다. 압력중심의 이동속도는 그 후 다시 서서히 증가하다가 전체 보행주기의 25% 전후에서 서서히 감소하여 비교적 일정하다가 말기입각기-전유각기의 전환시점에서 다시 급격한 증가를 보였다. 족부질환과 보행특성을 판단하는데 있어서 압력중심의 이동궤적은 매우 유용한 인자가 될 것으로 기대된다. 본 연구를 통해서 압력측정시스템만으로는 정의할 수 없었던 두 전환기인 하중반응기-중간입각기, 말기입각기-전유각기를 결정할 수있게 되었다.
국내에서는 아직 보행로보트에 대한 본격적인 연구가 없었으나, 미국, 일본과 같은 선진국에서는 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 지금까지 개발된 보행로보트는 보행 속도가 느리고 많은 동력이 소모되며 하중운반 능력이 미약하다는 사실이 취약점으로 지적되고 있다. 그러므로 현재 선진 외국에서의 연구방향은 주로 다리의 기구학적 설계, 로보트 자체 중량의 최소화 그리고 효율적인 동력이용 등으로 진행되고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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