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동시풍압적분법의 정확도: 풍압공 분담면적과 공간적 조합의 영향 KCI 등재

Accuracy of the Synchronous Pressure Integration Method: Impact of Pressure-Tap Tributary Areas and Spatial Configuration

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/449491
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한국풍공학회지 (Journal of the Wind Engineering Institute of Korea)
한국풍공학회 (Wind Engineering Institute of Korea)
초록

본 연구는 동시풍압적분법(SPIM)의 풍압공 분담면적 및 공간적 배치에 대해 보이는 민감도를 평가하고, 이를 통해 구조 풍하중 평가에 대한 신뢰성을 규명하고자 하였다. 벤치마크 건축물 B를 대상으로 기준 분담면적 27 m2에서 SPIM을 공력천칭(AFB) 기법과 비교하여 검증하였다. 이후 다양한 풍압공 분담면적과 배치 조합에 대해 밑면전도모멘트응답, 비틀림모멘트응답과 최상층 모서리 응답가속도의 변화를 체계적인 매개변수 해석을 통해 정량적으로 평가하였다. 분석 결과, 밑면전도모멘트응답은 모든 조합 에서 3% 이내의 편차를 유지하며 매우 견고한 특성을 보였다. 반면, 비틀림모멘트응답은 공간적 배치변화에 대해 유의한 민감성을 나타냈다. 또한 응답가속도는 분담면적과 배치 조합 모두에 대해 뚜렷한 의존성을 보였으며, 특히 분담면적이 100 m2를 초과할 때 응답가속도가 약 17% 과대 평가되는 것으로 나타났다. 수직 방향 풍압공 해상도 감소는 응답가속도를 약 10% 증폭시키는 것으로 확인되었으며, 이는 SPIM에 기반한 건축구조물의 안전성 및 사용성 평가에서의 정확성을 확보하기 위해 정교한 수직 풍압공 해상 도가 중요함을 시사한다.

This study evaluates the sensitivity of the Synchronous Pressure Integration Method (SPIM) to pressure-tap tributary areas and spatial configurations, Assessing its reliability for structural wind load quantification. Using Benchmark Building B, the SPIM was benchmarked against the Aerodynamic Force Balance (AFB) technique, employing a reference tributary area of 27 m². Systematic parametric analyses were conducted to characterize variations in base overturning and torsional moment responses, and peak top-floor corner accelerations across diverse tap densities and layouts. The results reveal that while overturning moment responses remain highly robust—maintaining deviations within 3%—torsional moment responses exhibit significant sensitivity to spatial discretization. Furthermore, dynamic acceleration responses demonstrate a pronounced dependence on both tributary area and layout; notably, peak top-floor accelerations are overestimated by approximately 17% when tributary areas exceed 100 m². A reduction in vertical resolution induced a 10% amplification in peak acceleration, highlighting that high-fidelity vertical tap resolution is a prerequisite for accurate SPIM-based safety and serviceability assessments.

목차
Abstract
요 약
I. 서 론
II. 주골조설계용 풍동실험
    2.1 실험모형
    2.2 실험조건
III. 풍압자료 처리
    3.1 압력전달특성 보정
    3.2 SPIM(동시풍압적분법)
IV. 실험 결과 및 해석
    4.1 SPIM 신뢰성 검토
    4.2 분담면적에 따른 SPIM 비교
    4.3 풍압공 배치에 따른 SPIM 비교
V. 결 론
감사의 글
참고문헌
부 록
저자
  • 김영순(한양대학교 건축시스템공학과 박사과정, ㈜한양풍동실험 연구소 선임연구원) | Kim Youngsun
  • 임준택(㈜한양풍동실험연구소 사장, 공학박사) | Lim Juntack
  • 김태수(한양대학교 ERICA 건축학부 및 스마트시티공학과 교수) | Kim Taesoo Corresponding author