• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.465-473
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• 2010

건물의 높이와 세장비가 증가함에 따라 건물의 최대 횡변위와 풍응답 가속도와 같은 사용성 요구조건을 만족시키는 것이 고층건물 구조설계에 있어서 중요한 설계요소가 되고 있다. 풍응답 가속도는 거주자에게 불쾌함을 유발시키는 직접적인 원인이 되지만, 초기 구조 설계단계에서 구조 설계자가 풍응답을 조절할 수 있는 실용적인 방법은 개발되어 있지 못하다. 본 연구에서는 재분배기법을 이용하여 건물의 강성을 조절함으로써 고층건물의 풍응답 가속도를 조절할 수 있는 방법을 제안하였다. ASCE 7-02, NBCC 95, ISO 6897 등의 설계 코드 및 기준에 의하면 고층건물의 풍응답 가속도는 1차 고유주기에 반비례한다는 사실에 근거하여 본 연구에서는 물량을 재분배하여 건물의 1차 고유주기를 조절함으로서 풍응답 가속도를 조절하는 실용적 풍응답 가속도 조절 설계법을 제안한다. 제안된 설계법은 42층 건물의 풍응답 가속도 조절 설계에 적용하여 그 적용성과 효율성을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.1-7
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• 2020

트윈 빌딩의 풍응답은 풍하중의 공력 특성과 트윈 빌딩 구조 시스템의 동적 특성에 영향을 받는다. 본 논문에서는 트윈 빌딩의 두 빌딩의 간격이 다른 두 경우에 대해서 풍응답에 영향을 주는 풍압의 특성을 풍동 실험과 적합 직교 분해 기법을 이용해 파악하고, 3차원 구조 시스템 모델링을 통해 동특성을 파악하였다. 그리고 이중 모달 변환 기법을 이용해서 각 풍압의 특성과 구조물의 동특성이 풍응답에 미치는 영향을 파악하였다. 적합 직교 분해 기법을 통해서 채널링과 와류 효과에 대해서 파악할 수 있었다. 풍 직각 방향의 풍하중은 두 빌딩의 간격에 영향을 많이 받았으며, 풍 방향의 풍하중은 간격에 영향을 적게 받았다. 마찬가지로, 이중 모달 변환 기법에서 교차 참여 계수는 풍 직각 방향에서는 두 빌딩의 간격에 따라 크게 달라진 반면, 풍 방향은 영향이 적었다. 이에 따라 두 빌딩의 간격이 풍 방향의 풍응답 보다 풍 직각 뱡향의 풍응답에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.649-659
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• 1999

본 연구에서는 점탄성감쇠기가 설치된 비비례 감쇠 구조물의 바람에 대한 확률적 응답을 진동수영역에서 구하였다. 복소수 고유치 및 고유백터를 바탕으로 모드중첩법을 이용하여 응답의 RMS 값을 구하고 그것을 근사적인 방법인 모드 변형에너지법에서 얻은 결과와 비교하였다. 또한, 가력 진동수에 따라서 변하는 점탄성감쇠기의 강성 및 감쇠 계수를 상수로 모형화하였을 때의 풍응답 해석 결과의 정확성을 진동수영역에서 검증하였다. 해석결과에 의하면 감쇠기의 진동수 의존 특성은 구조물의 1차 고유 진동수에 의해서 비교적 정확하게 표현되었고, 모드 변형에너지법은 대체로 정확한 결과를 도출하였지만, 가속도 응답을 구할 때에는 다소 큰 오차를 유발하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.159-167
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• 2017

본 연구의 목적은 능동제어기의 최적 제어력을 산정하는 과정에서 추정된 응답을 사용하기 위하여 고층건물의 풍응답을 정확하게 추정하는 것이다. 응답 추정을 위하여 칼만필터를 사용하였으며, 진동대에 설치된 3층 축소모형 구조물을 사용하여 추정 정확도를 검증하였다. 사용된 모델의 시스템 행렬은 시스템 식별에 의해 얻어진 모드 정보를 바탕으로 구성되었다. 가속도 응답으로부터 추정된 변위는 변위계로 계측된 변위와 거의 일치하는 결과를 보였다. 마지막으로 태풍 무이파에 의해 가진된 실제 39층 건축물의 풍응답을 추정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.769-778
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• 2007

본 논문에서 건축구조물의 풍응답 구현을 위한 선형질량가진기(linear mass shaker, LMS)와 능동동조질량감쇠기(active tuned mass damper, ATMD)를 이용한 가진시스템을 제안한다. 가진시스템을 위한 가진기의 힘은 가진기에 의한 구조물의 목표응답의 전달함수를 사용하여 계산된다. 필터와 포락곡선함수는 예측하지 못한 모드응답에 의한 가진과 초기 과도응답을 제거함으로써 실제 바람에 의한 응답과 가진기에 의한 응답의 오차를 최소화하기 위하여 사용되었다. 수치예제로는 풍동실험을 통한 풍하중이 주어진 76층 벤치마크 구조물을 이용하여 수치해석을 수행하였으며, 그 결과는 특정층에 설치된 가진시스템은 풍하중이 전층에 가진되었을 때의 응답을 근사하게 구현할 수 있음을 보여준다. 제안된 방법에 의해 설계된 가진시스템은 실제 건축구조물의 풍응답 특성을 평가하는데, 그리고 풍하중을 받는 건물의 정확한 수치모델을 얻는데 효과적으로 사용될 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.778-782
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• 2010

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.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.340-343
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• 2011

장대 케이블 교량의 풍응답을 계측할 수 있는 무선센서네트워크 기반의 풍응답 계측시스템을 개발하고, 이를 사용하여 인천대교의 시공단계별로 고유진동수, Mode Shape과 같은 Modal Parameters의 변화를 추정하고 보강형에서의 풍압분포와 보강형, 주탑, 케이블의 가속도를 계측하여 내풍 성능을 분석하였다. 개발된 계측 시스템은 인천대교 사장교의 전체 거동을 계측할 수 있도록, 1.5km 범위에 넓게 분포된 최대 55 Nodes에서 최대 1kHz의 동기화된 계측을 수행할 수 있으며, 각 Node별로 3축가속도나 풍압을 측정할 수 있다. 전체 Node에서 가속도를 계측하는 경우에는 최대 165 Channel을 1kHz로 측정할 수 있다. Modal 해석의 경우에, 고가교, 접속교, 사장교 주탑, 보강형, 케이블의 시공 단계별 동특성의 변화를 추정하였으며, 고가교에서는 모드해석을 통해 역추정한 구조계수를 정적재하실험 및 실험실에서의 Mold 시험결과와 비교하였으며 사장교 케이블에서는 케이블 댐퍼의 성능을 분석하였다. 또한 인천대교 보강형에서의 풍압분포를 계측하였으며, 풍압의 공간상관관계를 분석하였고, 풍하중 및 풍진동 특성을 분석하여 가속도 계측 결과와 비교하였다. 계측 및 분석 결과를 바탕으로 장대교량의 내풍성능을 확보하고 향상시키는데 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.47-56
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• 2011

일반적으로 전단벽은 횡력저항 요소로서 널리 이용되고 있다. 대부분의 전단벽 구조물은 통로의 목적으로 개구부를 필요로 하게 되고 전단벽들 사이가 슬래브나 연결보로 연결된 병렬전단벽의 형태를 띠게 된다. 본 연구에서는 병렬전단벽 구조물의 연결보 중앙부에 LRB(Lead Rubber Bearing)를 도입하였고 이 시스템의 풍응답 저감성능을 검토하였다. 제안된 방법의 효과를 살펴보기 위하여 20층 및 30층 예제구조물을 구성하였고 인공풍하중을 작성하여 경계비선형 시간이력해석을 수행하였다. 제안된 방법이 풍하중을 받는 고층 병렬전단벽 구조물의 사용성 향상에 도움을 줄 수 있는지 평가하기 위하여 일본 진동성능평가기준을 적용하여 보았다. 해석결과 본 논문에서 제안하는 LRB를 사용하여 병렬전단벽을 연결하는 방식이 풍응답 제어성능 개선에 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권3호통권70호
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• pp.305-314
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• 2004

최근 국내에서 건설되고 있는 주거건물과 주상복합건물은 단일건물보다는 다수의 건물군으로 구성되어 있는 경우가 많다. 단일건물의 경우도 환기 및 채광성을 비롯한 외관상의 문제와 상업성을 고려하여 하층부는 하나의 건물로 이루어지고 중 상층부로 갈수록 두개의 건물로 나누어져 두개의 동이 하나의 건물로 구성되어 있는 건축물이 많이 건설되고 잇는 추세이다. 이와 같이 높고 세장하며 복잡한 건축물은 질량과 감쇠가 낮을 뿐만 아니라 바람에 의한 건물군 사이의 상호작용효과 등에 의해 구조적인 안전성과 사용성은 풍하중에 의해 결정되어진다. 그러나 현재 다수의 건물군으로 이루어진 건축물의 구조설계시 인접한 동사이의 상호작용 효과에 대해 규명되어 있지 못하며 또한 그 상호작용 효과를 예측하기란 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 현존하거나 현재 건설중에 있는 두 개동을 가진 건축물의 현황을 파악하여 그 패턴을 모델화 한 후, 풍동실험(wind tunnel test)을 통해 두 개의 동 사이의 인동거리에 따른 풍응답 상호작용 효과를 가속도응답을 중심으로 비교분석하였다. 본 연구의 결과로부터 건물군에 대한 풍응답 상호작용효과의 기초적 자료를 제시할 것이며 나아가 좀더 합리적이고 경제적인 구조설계를 위한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.84-87
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• 2011

본 연구에서는 버페팅 해석을 통해 현수교 캣워크에 작용하는 풍하중에 대한 정적 및 동적 응답을 알아 보고 진동 억제 대책을 제시하였다. 캣워크는 영구구조물이 아닌 임시구조물이기 때문에 그동안 절적한 평가가 수행되지 못하였다. 따라서 본 연구는 풍하중에 의한 캣워크의 동적 응답을 해석적인 방법을 통해 알아보았으며, 동적 변위를 산정하기 위해 시간이력 해석 방법을 통해 버페팅 해석을 수행하였다. 그 결과로 부터 캣워크의 수평변위를 억제하기 위해 주케이블을 시공중에 연결하는 방법과 스테이 로프를 설치하는 방법을 제시하였다.