현수교의 행어시스템은 주케이블과 보강거더를 연결하여 보강거더측 행어 정착구조에서의 반력을 주케이블에 전달하는 기능을 하는 주요 구조이다. 현수교 행어로프에 적용된 케이블에 대한 풍동 실험이 국내외적으로 미미하여 케이블의 종류, 배치, 간격 및 풍향에 대한 내풍안정성에 대한 연구가 절실하다. 이 연구에서는 국내에서 연구발표와 사례보고가 거의 없었던 행어로프의 내풍성능에 대해 실험모형을 이용한 케이블의 실험적 연구를 수행하여 그 결과를 현수교 행어시스템의 기본설계시 기초 자료로 제공 한다. PWS 케이블의 실험결과 특별한 와류진동은 발생하지 않고 일반적으로 알려진 결과와 유사하게 병렬 케이블의 간격이 3~6D일 때 웨이크 갤로핑이 발생하며, 진동현상이 발생하지 않는 병렬 간격에서도 풍향이 달라지면 비교적 큰 풍속영역을 가진 와류진동이나 웨이크 갤로핑이 발생 한다.

가섭선 및 애자가 연결되어 있는 복잡한 구조물인 송전철탑의 3차원 모델링을 통하여 동특성을 파악하고, 풍하중에 대한 응답 특성을 정적, 동적 및 좌굴 해석을 가섭선의 절단 유무에 따라 분석하였다. 우선, 고유치해석을 통해, 송전철탑이라는 구조시스템이 일반 건축물과는 달리 극소수의 저차 모드가 구조물의 동적 거동을 좌우하지 않고, 상대적으로 많은 모드들이 동적 거동에 기여한다는 것을 확인하였다. 두 번째로, 정적 해석과 좌굴 해석을 통해, 대상 구조물이 정적인 개념의 풍하중에 대해서 구조적으로 안전하고 좌굴에 대해서도 충분한 안전율을 확보하고 있음을 확인하였다 그러나, 모든 가섭선이 단절되는 극단적인 경우에는 안전율이 상당히 낮아졌으며 이러한 경우에 구조물의 붕괴 및 전도를 방지할 대책에 대한 검토가 필요하다고 사료된다 마지막으로, 풍하중의 시간에 따른 변화를 고려한 동적해석을 통해, 풍하중의 동적 변동성분이 구조물의 응답을 증가시키고 있음을 확인하였다.

현수교의 주경간장이 길어지면 교축직각 풍하중에 의해 현수교 보강거더의 횡방향 처짐이 크게 발생한다. 이 구조거동으로 각 행어로프의 보강거더 정착부에서 로프에 꺾임이 발생하고 이에 상응하는 응력이 로프에 발생하게 된다. 특히, 교량 중앙에 있는 짧은 행어로프의 응력이 크게 발생하여 유니버셜 죠인트 등의 고가의 특수장치를 부가해야 하는 등의 유지관리의 효율이 저하된다. 따라서 현수교 계획시 에 주케이블과 보강형의 상대변위를 최소화 하여 행어로프의 꺽임량을 적게하면, 경제적이고 유지관리가 편리한 현수교 행어로프의 계획을 할 수 있다. 이 논문에서는 새그별 센터스테이의 형식을 달리하여 최적의 행어로프 계획을 확인하는 것을 목표로 한다. 연구결과로 새그비가 작고 센트럴락이 설치되는 경우가 가장 합리적인 행어로프 계획임을 알수 있었다.

이 논문에서는 재료의 비선형성의 고려여부가 PSC 교량의 풍하중 거동을 예측하는 데 미치는 영향을 검토하였고, 부가적으로 기하학적 비선형성이 풍하중 거동을 예측하는 데 미치는 영향도 검토하였다. PSC 교량의 정적거동해석을 위해 재료의 비선형성과 기하학적 비선형성 및 재료의 시간의존적 특성의 영향을 모두 고려하였으며, 재료의 비선형성으로는 콘크리트의 인장균열과 콘크리트, 보강철근, PS 강재 및 케이블의 비선형 응력-변형률 관계와 하중반전(load reversal)을 고려하였다. 재료의 비선형성과 기하학적 비선형성의 고려여부를 조합하여 직선 PSC 거더교와 직선 PSC 사장교 및 곡선 PSC 사장교 의 풍하중 거동을 해석한 후 각각의 영향을 비교하였다. 재료의 비선형성과 기하학적 비선형성을 모두 고려하여 해석한 경우에, 상판이 연결되기 직전 단계에서는 직선 PSC 사장교와 곡선 PSC 사장교에서 풍하중에 의한 처짐이 크게 증가하고, 시공완료 직후에 구조물의 자중과 활하중 및 풍하중에 의해 직선 PSC 사장교의 주경간에서 균열이 발생함을 확인하였다. 따라서 PSC 사장교의 풍하중 거동을 정확히 예측하기 위해서는 통상적으로 고려하는 기하학적 비선형성에 더하여 재료의 비선형성을 가능한 정확히 고려한 해석이 필요함을 알 수 있었다.

Gust Factor법은 구조물의 등가정적 풍하중을 평가하는 일반적인 방법으로 구조물의 최대 응답시의 풍하중의 분포가 평균풍하중의 분포와 동일한 형상을 가진다는 가정하에 적용한다. 그러나 대스팬 구조물의 경우 평균 풍하중의 형상과 변동 풍하중의 형상이 다를 수 있어 1차모드뿐 아니라 고차모드의 영향을 고려하여 구조물의 풍응답과 풍하중을 산정하여야 한다. 본 논문에서는 등가정적 풍하중을 산정하기 위하여 현재 사용되고 있는 Gust Factor 법 (GF법), Load-response-correlation법 (LRC법)에 대해 고찰하고, Advanced Conditional Sampling 법 (ACS법)을 제안하였다. ACS법은 최대하중효과를 나타내는 순간에 선택된 풍압분포와 구조물의 동적거동에 의해 발생한 관성력을 합성하여 등가정적풍하중을 산정하는 방법이다. 최대하중 효과는 풍동실험에서 얻어진 풍압데이터를 이용하여 시간이력해석으로 평가한다. 제안된 ACS법과 기존의 GF법 및 LRC법을 지붕 구조물에 적용하여 등가정적 풍하중을 산출하고 이를 상호 비교 분석함으로써 ACS법의 유효성을 검증하고자 한다.

고층건물의 진동응답을 저감시키기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다. 이들 진동응답의 저감 연구는 건물의 외관을 병화 시키는 방법과 건물에 부가감쇠장치를 설치하는 방법들이 있는데 본 논문에서는 고층 건물의 형태의 변화에 다른 진동변위응답의 특성을 파악하고자 한다. 고층건물의 형태변화 중에서도 외관에 테이퍼를 수는 방법을 사용하였다. 기류의 특성은 도심 및 교외지역을 중심으로 풍동실험을 실시하였다.

This study is on the development of energy dissipation control algorithms for vibration control of a 76 -story building under wind excitation. Velocity feedback, bang-bang, and energy gain control algorithms are proposed based on the Lyapunov stability theory and the performance of them are evaluated and compared. Saturation problem is considered in the design of velocity feedback and energy gain control algorithms, and chattering problem in bang-bang control is solved by using boundary layer. Numerical results show that the proposed control algorithms can dissipate the structural energy induced by wind loads, and thus they provide good control performance.