복소모드 중첩법은 점탄성 감쇠기가 설치된 비비례 감쇠시스템의 정확한 동적 거동을 예측할 수 있는 방법이지만 많은 자유도를 갖는 고층건물의 해석시 고유치 해석과 모드중첩과정에서 많은 시간과 노력이 필요하게 된다. 본 논문에서는 효율적인 모형화를 위하여 강막가정과 행렬응축기법을 적용하고 구조물의 진동에 영향을 주는 주요모드의 선택을 위한 복소모드 응답참여계수를 제안하므로써 복소모드 중첩법의 효율성은 높였다. 또한 비비례 감쇠시스템에서 감쇠를 고려하여 응답스펙트럼을 재구성한후 선택된 주요 모드를 중첩하여 최대층간변위가 발생하는 곳에 감쇠기를 설치하였다 이 방법은 감쇠기가 설치된 구조물에 대하여 만족되는 수준의 최대층간변위가 발생할 때 까지 고유치 해석만을 반복.수행하면서 감쇠기를 연속적으로 설치하는 방법이다. 제안된 방법의 정확성과 효율성을 검토하기 위하여 예제 구조물의 대상으로 해석한 결과 응답의 정확성을 유지하면서 해석에 필요한 시간을 대폭 절감할 수 있었다.

건물의 진동에너지 소산능력을 향상하기 위하여 점탄성감쇠를 설치하게 되면 이른바 비비례 감쇠시스템이 되어 구조물은 복소수형태의 고유모드와 고유치를 가진다. 복소모드중첩법은 이러한 복소모드를 이용하여 중첩함으로써 비비례 감쇠시스템 구조물의 정확한 동적 거동을 얻을 수 있는 방법이다. 그러나 건물이 고층화되면 많은 자유도로 인하여 고유치해석 및 모드중첩과정에서 많은 시간과 노력이 필요하게 된다. 본 논문에서는 효율적인 구조물의 모형화를 위하여 강막가정과 행렬응축기법을 적용하였다. 또한 몇 개의 주요 모드만을 선택하여 중첩하는 방법에 대하여 연구하였으며 구조물의 진동에 영향을 주는 모드의 선택을 위한 복소모드 응답참여계수를 제안하였다. 제안된 해석방법의 정확성과 효율성을 검토하기 위하여 예제 구조물을 대상으로 해석한 결과, 응답의 정확성을 유지하면서 해석에 필요한 시간을 대폭 절감할 수 있었다.

본 논문에서는 일반적으로 사용되고 있느 면진건축물의 내진설계기준에 대한 타당성을 검증하고 새로운 층지진하중 산정식을 제안하였다 UBC-91의 층지진하중 산정식은 충분한 안전성을 가지지 못하였으므로 94년에 개정이 되었다 그러나 개정된 산정식도 고정기초건축물과 유사한 층지진하중 산정식을 사용하였으므로 비경제성이 문제점으로 지적되고 있다 그러므로 제안된 식에서는 2자유도계 면진건축물과 고정기초건축물의 모드형상을 이용하여 안전성, 경제성 및 적용성을 만족시키도록 하였다. 제안된 층지진하중 산정식의 정확성 및 적용성을 검증하기 위하여 코멘트저항 골조형식과 전단변 구조형식의 구조물의 예제해석을 수행하였으며 동적해석의 경우와 근접한 결과를 얻었다.

국부진동에 의하여 영향을 받는 일부 부재를 분석하기 위하여 구조물 전체의 대하여 동적해석을 수행하는 것은 비경제적일 수 있다. 본 논문에서는 국부진동의 효율적인 해석을 위하여 부분구조법을 사용하였다. 선택된 부재의 해석에 사용할 경계조건을 구하기 위하여 자유도를 응축하는 행렬응축기법을 사용하였다. 해석의 정당성을 검토하기 위하여 경계조건을 고정지지와 단순지지한 경우와 비교하였다. 본 연구에서 제시한 부분구조기법을 이용하면 가진층에 대해서는 효율적으로 매우 정확한 거동을 예측할 수 있지만, 가진층에서 멀리 떨어진 곳에 대한 거동 예측 시에는 다소 오차가 발생한다.

일반적으로 응답스펙트럼 해석법은 지지해석에 널리 쓰이고 있지만 동적하중에 의한 구조물의 진동해석은 주로 시간이력해석에 의존한다. 그러나 시간이력해석법은 응답스펙트럼 해석법에 비하여 복잡하며 어렵고 또한 시간이 많이 소요된다 따라서본 논문에서는 응답스펙트럼 해석법을 이용하여 구조물의 연직 최대 응답을 예상하는 방법을 연구하였다 이를 위하여 우선 지지해석에서 응답스펙트럼 해석법과 시간이력해석법에 의하여 구조물의 최대응답을 구하여 비교하였으며 동적하중에 대한 응답스펙트럼 해석을 수행하는 과정을 나타내었다. 마지막으로 제안된 방법과 시간이력해석에 의한 결과를 비교하였다.

기계설비가 설치되어 있는 건축구조물의 바닥판은 기계설비의 진동이 미소하다 하더라도 공진이나 맥놀이(beating) 현상에 의하여 큰 진동이 발생할 수 있다 이러한 진동은 감쇠장치의 일종인 동조질량감쇠기를 이용하여효과적으로 저감시킬 수 있다 그러나 진동저검 효과를 동조질량감쇠기의 설치위치 및 진동수에 많은 영향을 받는다, 특히 하중의 위치에 EK라서 건축구조물의 바닥판에 대하여 하중의 위치에 따른 동조질량감쇠기의 위치와 동조진동수 결정방법에 대하여 연구하였으며 가진층뿐만이 아니라 비가진층의 진동저감에 대해서도 연구하였다 정상상태 응답을 효율적으로 구하기 위하여 벡터합성법 및 대형 요소를 사용하였으며 구조물의 진동을 효과적으로 저감시킬수 있는 동조질량감쇠기의 위치 및 동조진동수를 찾을수 있었다.

본 논문은 바닥판을 고려한 3차원 골조 구조물의 효율적인 연직 진동 해석법을 제안한다. 바닥판의 영향을 고려하면 구조물의 진동해석을 좀더 정확히 수행할 수 있는 반면, 면요소의 사용에 따른 많은 자유도의 사용으로 많은 해석시간과 기억용량이 필요하게 된다. 따라서, 행렬응축기법을 사용하여 적절한 요소분할 및 주자유도 선택 기법을 제안하였으며, 대형요소를 사용하여 정확화된 일반적인 건물의 동적해석에 적용하여 입력 데이터의 작성을 간단히 하고 동적해석을 빠르고 신뢰할 만한 결과를 얻을 수 있는 기법에 대하여 연구하였다.

본 논문은 점탄성 감쇠기가 설치된 고층건물의 효율적인 동적 해석방법에 대한 연구이다. 점탄성 감소기가 건물의 진동을 적절히 제어하기 위하여 사용되고 있으며 이러한 점타성 감쇠기가 설치된 건물의 동적거동을 예측하기 위하여 적절한 해석방법이 필요하다. 해석의 효율성을 높이기 위해서 강막가정과 행렬의 응축기법을 적용할 수 있는데, 점탄성 감쇠가가 설치된 건물은 강막가정을 고려한 행렬의 응축기법을 쉽게 적용할 수 없다. 따라서 제안된 해석방법에 감쇠행렬의 새로운 응축방법을 사용하였다. 그리고 예제 건물의 해석을 통하여 해석방법의 정확한 효율성에 대하여 살펴 보았다.

주상복합건물의 강체거동을 보이는 연결층은 인접한 층에 비해 큰 질량과 강성차에 의해서 수치해석상의 문제점을 일으킨다. 강체거동을 보이는 구조물의 정적해석은 상부와 하부구조물을 별개의 구조물로 보고 2단계에 걸쳐서 근사적으로 수행될수 있지만, 동적해석은 구조물을 분리해서 행해질 수 없다. 이러한 주상복합건물의 동적해석을 위한 효율적인 모형화기법이 본 연구에서 제시된다. 자유도수를 줄여서 컴퓨터해석시간을 대폭 감소시키는 행렬의 응축기법과 연결층을 모형화하기 위해서 일반적인 보요소에 강체가 연결된 요소를 도입한다. 제안된 모형화기법의 효율성과 정확성을 입증하기 위해서 몇가지 구조해석을 한다.

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.

Recently, the characteristic of plant production systems in Korea has been changed with the strong trends of integration and large scale, using environmental control techniques. To satisfy this change successfully, first of all, the environmental prediction inside the system must be preceded. While many environmental prediction models for plant production system were developed by many persons, each model cannot be applied to the every situation without the perfect understanding of source codes and the technical modification. The purpose of this study is building the environmental prediction model to predict and evaluate the environment inside the system numerically, and also developing the multipurpose program available for practical design. The model consisted of the basic system model, the cultivation related model and the environmental control related model. The contents of each model are as follows : the basic system model is dealing with thermal and light environments, soil environment and ventilation : the cultivation related model with soil and hydroponic cultures ; and the environmental control related model with thermal curtain and heat exchanging system. The environmental prediction model was developed using a common simulation program, PCSMP, so that it could be easily understood and modified by anyone. Finally, the model was executed and verified through comparison between simulated and measured results for soil culture, and both results showed good agreements.

본 연구에서는 지진에 대한 고층건물의 응답특성, 그리고 지진응답에 미치는 중력하중의 영향과 중력하중의 영향이 내진설계에 미치는 중요성을 산정하였다. 이를 위해서 예제 구조물에 대한 정적해석 및 지진하중에 대한 동적해석을 하였다. 지진에 대한 고층건물의 지진응답 특성을 파악하기 위하여 비탄성 변형의 건물 높이에 따른 분포를 알아보았다. 지진이 발생하면 휨모멘트 요구도가 건물의 상부층보다 하부층에서 상대적으로 더 많이 증가해서 설계모멘트와의 차이가 건물의 하부층으로 갈수록 더 커진다. 그 결과 현재 쓰이는 내진설계방법에 따라 설계된 예제 건물들은 지진에 대하여 비탄성 응답이 건물의 각 층마다 서로 다르게 발생하는데 주로 건물의 하부층에서 큰 비탄성 응답이 발생한다. 또한 설계시에 고려된 중력하중 때문에 구조적 손상이 건물의 꼭대기 층에서 아래로 갈수록 크게 증가한다. 구조물의 지진응답에 관하여 중력하중은 보의 항복시간을 앞당기며, 보의 양단의 소성힌지에 각기 다른 비탄성 거동을 유발시킨다. 그러나 중력하중에 의한 초기 휨모멘트의 영향은 보가 비탄성 거동을 계속함에 따라 재분배되어 보의 양단에서 그 영향이 감소되며 비탄성 변형이 계속되면 크게 감소한다. 중력하중에 의한 초기 휨모멘트의 영향이 감소는 고층건물의 내진설계에 있어서 중력하중의 영향이 주는 의미는 기둥과 보의 휨강도를 결정할 때 현재의 방법보다 중력하중의 영향을 줄이고 지진하중의 영향을 증가시켜야 한다는 것이다.

본 연구는 생물생산시설의 안전구조설계기준 마련을 위한 기초자료를 제공하기 위하여, 우리나라의 60개 지역에 대한 기상자료를 사용하여 설계하중 산정에 필요한 재현기간별 설계풍속 및 설계 적설심을 구하고 등풍속선도 및 등적설심선도를 작성하였으며, 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 년최고치 계열의 최대풍속 및 최대적설심 자료에 대한 Type-I 극치분포의 적정 확률분포형 검정을 위해 Chi-Square검정을 실시한 결과 대부분 지역에서 적합성이 인정되었다. 2. 적정 확률분포형으로 설정된 Type-I 극치분포에 의하여 재현기간별 표본 수에 따른 빈도계수를 구하고, 각 지역의 설계풍속 및 설계적설심을 구하였으며 결과는 Table 5와 Table 6, 그리고 Fig.3 및 Fig.4와 같다. 3. 최대풍속의 최빈풍향 분석결과 최대풍속의 약 46.4 %가 일정한 방향인 것으로 나타났으며, 지형이나 환경상의 문제가 없을 경우 최빈풍향을 고려해 주는 시설배치로 구조적 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다. 4. 우리나라의 풍속 및 적설심을 고려해 볼 때 울릉도 및 영동지방은 시설재배지역으로 매우 불리하며, 충남과 전북 서해안 지역은 적설에, 서남해안 지역은 바람에 강한 구조로 설계하는 것이 바람직하다는 것을 확인할 수 있었다.

컴퓨터의 제한된 코어메모리로 대형문제를 해결하기 위하여 디스크를 마치 메모리처럼 사용할 수 있는 가상 메모리 데이타베이스 기법을 개발하였다. 이 기법과 아울러 최대 가용코어메모리를 작동시키는 방식을 사용하여 유한요소 해석시 흔히 발생하는 스카이라인 형태로 저장된 대칭통산행예(Sparse Symmetric Matrix)에 대한 매우 효과적인 코어 내 및 코어 외 직립방정식의 해법을 개발하였다. 제안된 방법은 다른 코어 외 해법에 비해 알고리즘 및 코딩이 매우 간단하여 계산효율을 상당히 향상시켰다. 해석예에서는 제안된 방법을 사용하여 대규모 구조해석 문제를 메모리 용량이 작은 소형컴퓨터에서 대단히 효율적으로 해결하였음을 보여주었다.

일반적으로 구조물 의 내진설계에 있어서는 동가정적해석볍이 주고 사용되고 있다. 현재 사용되고 있는 풍 가정적해석법 은 구조물의 거통이 주로 기본진동 모드에 의해 지배된다는 가정하에 유도되었으므로 기본진동 주기가 낀 구조 불 에 대해서는 구조물의 동적 특 성 을 정확하게 예촉하기가 어렵다. 본 연구에서는 구조불의 설계시 직접적인 영향올 미치게 되 는 충 전 단력의 분포를 주요 관점으로하여 구조물 의 동적특성에 미치는 고차모 드 의 영향을 정확히 고려할 수 있는 충지진하중에 대하여 연구했다. 층 지 진 하중의 분포를 개선하기위해 현행 내진설계 기준의 등 가정적해석법에서 쓰이는층지진하중과모드 해석 을 이용하여 얻은 충지진하중의 차이를 파악하고 이로 부 터 고자모드의 영향이 고려된 충 지진하증 의 분포 룹 제안했다.

Base isolation system은 구조물의 기초하부에 설치되며 지진에 의한 구조물의 피해를 감소시켜 준다. 지금까지 많은 공학들에 의해 여러가지 base isolation system이 개발되었으나 실용화된 것은 1970년대에 laminated rubber bearing(LR type)이 개발되고서부터 였다. 최근에는 laminated rubber bearing밑에 미끄럼판을 둔 새로운 base isolation system(SR type)이 개발되었다. 본 연구에서는 isolation system과 구조물의 여러가지 성질에 따른 isolation효과에 대한 연구를 수행하였다. 이 연구의 결과, isolaion system은 지진하중이 작용할 때 건물에 발생하는 피해를 상당히 감소시킴을 알 수 있으며, isolaion system의 주기가 길어짐에 따라 isolation효과는 증가함을 알 수 있다. 그리고 건물의 높이가 증가함에 따라 isolation효과는 줄어든다는 것을 알 수 있다. SR type isolation system이 있는 건물에 지진하중이 작용할 때, 건물내부에서 발생하는 가속도와 층간변위, 그리고 전체변위는 LR type의 경우보다 작으므로 보다 효율적이라는 것을 알 수 있다.