현대의 고층건물들은 점차 유연해지고 경량화 됨으로 인하여 지진이나 바람과 같은 하중에 대하여 취약하다. 그러므로 이러한 하중에 대한 진동수준을 감소시키기 위하여 진동제어 시스템의 성능을 더욱 향상시킬 필요가 있으며 능동제어장치를 이용한 방법이 요구되고 있다 따라서 본 논문에서는 소형 진동대, 건물모델, 건물모델의 응답을 측정하는 센서, 신호처리 보드 그리고, 능동 질량 추진기로 구성된 능동 진동제어 시스템을 구축하였으며 이러한 개별 시스템들의 동적 특성을 실험적인 방법으로 조사하였다 또한 건물모델에 El Centro 지진을 가하여 능동 진동제어 시스템의 성능을 검증하였다,.

점탄성감쇠기가 장치된 건물은 감쇠력과 강성이 증가하며 부가되는 감쇠력에 의하여 비고전적 감쇠시스템이 된다. 이러한 경우 비감쇠시스템에서 구한 고유값을 이용하여 감쇠행렬을 대각행렬로 변환할 수 없으므로 일반적으로 운동방정식을 2n크기 행렬의 1차 미분방정식 형태로 변환하여 해석하게 된다. 이러한 방법은 일반적인 고전적 감쇠시스템에 비해 복잡하므로 감쇠행렬의 비대각항을 무시하고 해석하는 방법이 이용되기도 한다. 본 논문에서는 이러한 근사적인 방법의 타당성과 이론적 근거를 검증하고 정해와 근사해법을 이용하여 3층 전단건물의 진동특성을 구하여 비교하였다. 결과에 따르면 부가되는 감쇠력이 작을 때는 근사해와 정해가 매우 근접하나 감쇠력이 커질수록 그 오차가 커지는 것으로 나타났다.

본 연구는 점탄성 감소기가 설치된 건물의 고유치 해석을 위하여 라그라란지 승수 방법(Lagrage multiplier formulating)을 이용하였다. 특성방정식은 건물의 고유진동수, 감소기가 설치된 층의 모드 성분, 감쇠기의 점성 및 강성에 관계된 식으로 나타났으며, 감쇠기의 점성으로 인하여 복소수의 형태로 표현이 되었다. 유도된 특성방정식은 고유치 해석을 위한 일반적인 형태의 식이 아니므로 본 연구에서는 그림 해석을 통하여 감쇠기의 설치로 인한 점성과 증가로 건물의 복소 고유진동수의 변화를 분석하는 방법을 제시하였다. 그림 해석으 결과에 따르면 감쇠기의 점성과 강성으로 인한 복소 고유진동수의 물리적인 의미를 확인할 수 있으며, 최소 및 최대값을 예측할 수 있다. 또한, 복소 고유진동수를 실수의 고유진동수와 모드 감쇠비로 변환하여 상태방정식에 의한 방법의 결과와 비교하여 정확성을 검증하였다.

고층건물의 설계에 있어서 지진보다 바람에 의한 영향이 더욱 크므로 바람에 의한 건물의 안전성과 거주성등을 검토하는 것이 중요하다. 이러한 내풍해석은 모형 실험을 통하여 그 결과를 예측할 수 있으나 본 연구에서는 수치해석의 모형 개발에 중점을 두어 변동 풍하중의 3차원 모델과 건물 평면의 비대칭성을 고려하여 동조질량감쇠기를 설치하였을 때의 건물의 진동 성능을 분석하고 있다. 건물의 질량과 강성중심이 일치하지 않아 횡변위와 비틀림이 연계되는 102층의 건물을 예로 들어 내풍해석 및 동조질량감쇠기를 설치하였을 때 진동제어 해석을 수행하여 건물의 변위와 가속도의 평균응답을 구하여 결과를 비교하였다.

지하철의 운행에 의한 소음과 진동은 운행로 주위의 주민을 괴롭히는 중요한 요소의 하나이다. 일반적인 건물의 진동은 횡방향의 진동을 많이 고려하고 있으나 지하철의 운행에 의한 건물의 진동은 수직방향의 진동을 주요하게 다루어야 한다. 수직방향의 진동을 고려하기 위한 구조물은 보의 진동이 고려된 모델이어야 한다. 따라서 구조물의 수평방향 진동을 고려하기 위하여 사용된 모델은 수직방향의 진동을 고려하기 위한 모델과 같이 사용될 수 없다. 건물의 수직진동을 고려한 해석을 수행하기 위해서는 보의 관성력을 충분히 고려할 수 있는 모델이 사용되어야 한다. 본 논문에서는 지하철의 운행에 의한 구조물의 수직방향진동을 고려하기 위한 구조물의 해석 모델기법에 대하여 연구한 결과 기둥의 경우 하나이상 보의 경우 두개 이상의 요소로 나누어 해석하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

주-부 구조물의 진동 특성을 파악하기 위한 새로운 방법인 frequency window method를 다중 지지되고 구조물간의 커플링이 강한 주-부 구조물을 해석하였다. 다항식의 합으로 표현된 특성 방정식과 이 식의 해는 기존의 고유치 해석 방법의 결과와는 다른 새로운 것으로 frequency window method의 주된 장점으로는 공진과 커플링 현상을 정량적으로 파악할 수 있는 피라미터의 정의, 전체 주-부 구조물의 모드특성을 나타내는 해석적인 식과 반복 기법의 도입으로 인한 해석 결과의 정확성등이 있다.

In this study, multipoint dynamic vertical displacement of liquid in the tuned liquid damper (TLD) is measured by a laser Doppler vibrometer (LDV) and a Galvanometer scanner to overcome limitations of existing sensors and to leverage noncontact sensing.