본 논문에서는 폭발하중을 받는 부재의 저항성능 평가를 위한 모멘트-곡률 관계 기반 수치해석 기법을 소개한다. 직접전단 파괴 모 드를 고려하기 위하여 경험적인 직접전단응력-슬립양 관계를 기반으로 하는 무차원 스프링 요소를 도입하였다. 재료에 대해 정의된 동적증가계수 식을 바탕으로 단면의 모멘트-곡률 관계에 직접적으로 적용가능한 단면의 곡률 변화율에 따른 동적증가계수 식을 제작 하였다. 또한 부착슬립의 영향을 고려하기 위하여 소성힌지영역 내에 등가 휨강성을 도입하였다. 제안된 수치해석 모델의 타당성 검 증을 위하여 실험결과와의 비교연구를 수행하였으며, 단자유도계 모델의 해석결과와의 비교를 통해 본 수치해석 모델의 우수성을 확 인하였다. P-I 선도를 제작하여 부재의 휨 파괴 및 직접전단 파괴에 대한 저항성능을 평가하였으며, 매개변수 연구를 수행하여 P-I 선 도 및 저항성능의 변화를 확인하였다.

본 연구에서는 마찰력에 따른 TMD의 작동-정지조건과 각 조건에 따른 운동방정식을 정리하고, TMD의 마찰계수가 풍진동 제어성능에 미치는 영향을 수치해석을 통하여 확인하였다. 일반적인 하중과 달리 풍하중은 크기와 방향의 변화가 크기 때문에 TMD 는 마찰력에 의하여 작동-정지상태를 반복하게 되므로, TMD의 마찰계수를 주요 변수로 설정하였다. 또한 외부하중의 크기, 구조물의 진동수, TMD의 질량비도 매개변수로 설정하여 TMD의 제진성능에 대한 영향을 파악하고자 하였다. 자유진동, 조화강제진동, 풍진동에 대한 수치해석의 결과, 외부하중의 크기가 작고, 구조물의 진동수가 낮을수록 마찰계수에 의한 TMD의 제진성능의 손실이 커질 수 있음을 확인하였으며, 초고층 건물에 대한 TMD 설계시 마찰계수의 영향을 반드시 고려하여야 할 것으로 판단된다.

1990년대 초부터 대규모 상업적 시설원예의 현대화 및 기업화 진행에 따라 현재 국내 시설원예 재배면적의 규모는 중국에 이어 일본, 스페인과 함께 2위를 차지하고 있다. 원예시설에 대한 안정적이고 합리적인 설계가 주요 관심사로 대두된 가운데, 특히 온실의 경우 일반적인 건축물보다 낮은 안전율로 설계가 이루어지므로 풍하중에 대하여 취약한 경량 구조물로 간주되고 있다. 최근 최대순간풍속이 40~60m/s에 다다르는 대형 태풍 및 강풍이 빈번하게 발생하고 있으며 이로 인한 농촌 시설물의 피해 규모 또한 증가하고 있다. 그러나, 국내에 활용되고 있는 온실설계기준의 경우 연구기관별로 혼재하고 있으며 대부분 해외자료를 근거로 작성된 것으로 국내온실에 적합한 설계기준의 마련이 시급한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 온실의 안정성 확보를 위한 설계기준을 위한 기초자료를 확보하기 위하여 풍동실험을 통해 국내 대표적인 복숭아형 온실을 대상으로 지붕곡률에 따른 풍압계수 및 국부풍압계수를 평가·제시하였다.

2011년 7월 서울시 구의동에 위치한 테크노마트 건물(39층)에서의 이상진동은 대한건축학회의 원인조사 결과, 휘트니스센터(12층)에서의 집단리듬운동에 의한 건물 전체의 연직진동모드의 공진현상으로 확인되었다. 본 연구에서는 연직진동의 특성과 이를 제어하기 위한 TMD의 설계 및 성능시험에 대하여 기술하고, TMD 설치에 따른 건물 유효감쇠비의 증가량과 진동저감 효과, 그리고 연직진동에 대한 거주성능의 개선정도를 정량적으로 평가하였다.

TLD(Tuned Liquid Damper)나 TLCD(Tuned Liquid Column Damper)와 같이 액체를 질량체로 사용하는 부가 질량형 감쇠기의 경우 동특성추정을 위하여 실제 크기의 진동제어기를 공장에서 제작하여 실험하는 것이 불가능하다. 또한 TMD(Tuned Mass Damper)의 질량체를 콘크리트로 사용하는 콘크리트 TMD의 경우에도 공장실험에서 콘크리트를 타설할 수 없기 때문에 완성된 TMD의 정확한 동적특성을 파악하는 것이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 공장 가조립을 통한 실험을 실시하여 동적특성을 추정하기 어려운 경우에 대하여 현장실험을 통한 동특성추정 기법에 관하여 소개하고자 한다. 이를 위해 건물과 진동제어기의 연계된 운동방정식(Coupled equation of motion)으로부터 비연계 운동방정식(Decoupled equation of motion)을 유도한다. 유도된 비연계 운동방정식을 기반으로 건물의 응답과 진동제어기의 응답을 각각 시스템 식별을 위한 입력과 출력으로 하여 일반적인 시스템기법을 이용하여 동특성을 추정할 수 있도록 한다.

최근 지하철 역사 내의 사고위험을 줄이기 위해 승강장에 스크린도어(PSD; Platform Screen Door)를 설치하는 사례가 늘고 있다. 일반적으로 지하철역사와 같이 폐쇄된 공간에 있어서 유동장의 해석 및 예측은 전산유체해석 (CFD: Computational Fluid Dynamics)을 주로 사용한다. 그러나, CFD는 실제로 열차가 주행할 때에 발생하는 비정상적(unsteady)인 유동장의 3차원적인 해석에는 승강장의 세부적인 형태의 모델링이 어렵기 때문에 어느 정도의 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 밀폐형 스크린도어가 설치된 지하승강장을 대상으로 직통열차에 의한 스크린도어 및 승강장 천장마감재에 작용하는 풍압을 계측하였다. 계측된 풍압으로부터 스크린도어의 구조안전성을 위한 설계풍압을 결정하고, 승강장 내부의 천장마감재에 작용하는 풍압을 평가하여 승강장의 안전한 풍환경을 확보하는데 기초적인 자료를 제시하였다.

A bi-axial tuned liquid mass damper(TLMD) was proposed and evaluated on its control performance. The proposed TLMD controls structural response in a specific one direction by using the liquid sloshing of TLCD. Also, the TLMD controls structural response in the other orthogonal direction by TMD behavior which mass consists of the container itself and liquid within container of TLCD installed on linear motion guides. Force-vibration tests on a real-sized structure with the TLMD were performed to verify its independent behavior in two orthogonal directions. Test results showed that the responses of a structure were considerably reduced by using the proposed TLMD and its usefulness for structural control in two orthogonal directions.

본 연구에서는 하나의 제어장치로 서로 직교하는 2방향의 건물응답을 동시에 제어할 수 있는 동조액체질량감쇠기(Tuned Liquid Mass Damper; TLMD)를 제안하고 제어성능을 실험적으로 검증하였다. 본 연구에서 제안된 TLMD는 한 방향으로는 동조액체기둥감쇠기(Tuned Liquid Column Damper; TLCD) 내부에 채워진 액체의 운동에너지를 이용하여 구조물의 응답을 제어하게 된다. 그리고, 다른 한 방향 즉 TLCD의 직각 방향으로는 LM guide(linear motion guide) 위에 놓인 TLCD 수조와 내부의 액체의 질량을 이용하여 동조질량감쇠기(Tuned Mass Damper; TMD)로 거동하게 함으로써 구조물의 응답을 감소시킨다. 이와 같은 TLMD의 양방향 독립거동 특성을 증명하기 위해 실물크기의 구조물에 설치하여 강제진동실험을 수행하였다. 실험결과, 양방향 모두 대상 구조물의 응답을 감소시키는 것을 확인하여 제안된 TLMD의 효용성을 검증하였다.

본 논문은 축소 3층 건물의 최상층에 능동질량형 제어장치를 설치한 시스템에 관한 식별실향분석이다. OKID기법을 적용하여 진동대 및 제어장치의 가진 입력과 건물 및 제어장치의 응답인 출력관계를 분석하여 수학모델을 구하였다. 제어장치가 설치된 건물에 관한 입력은 진동대에 의한 지반가속도와 제어장치 모터의 구동신호이다 그리고 출력은 건물 각층과 제어장치의 가속도이다. 입출력 관계로 구하여진 수학모델을 바탕으로 제어장치의 최적설계를 수행하였으며 수치해석과 실험결과를 비교한바 서로 일치함을 확인할 수 있었다.

이 논문은 지진을 받는 축소 3층 건물모델의 제어 실험에 관한 것이다. 건물모델에 대해 능동 질량 감쇠기를 사용하여 강인제어기인 \mu합성 제어기를 설계하고 실험적으로 검증하였다. 외란 입력과 제어용 출력에 적합한 주파수 가중함수를 설정하고 가중함수의 조합을 분석하여 최적의 \mu합성 제어기를 제시하였다. 실험 결과 백색잡음 가진 입력에 대한 RMS 응답에서 60-70%의 감소를 보여주었고, 축소 지진 입력에 대한 최대 응답에서 30-45% 정도의 감소효과를 나타내었다. 수치해석결과와 실험의 결과가 매우 정확히 일치하였으며 불확실성을 갖는 구조물에 대하여 제어기가 불확실성의 범위 내에서 강인하다는 것을 보여주었다.

지진에 대한 구조물의 건전도는 내진설계에 의하여 많이 개선된 반면, 구조물 내부의 설비 및 중요 장비등에 대한 안정성은 최근에 관심을 가지게 되었다. 특히 국보급 문화재나 소장품은 그 가치에 비하여 지진에 대한 안전성이 고려되지 않은 것은 사실이다. 본 연구에서는 지진에 의하여 발생할 수 있는 내부 기기 및 문화재의 전도, 낙하를 방지하기 위한 면진 시스템을 개발하여, 본 장치에 대한 면진성능을 진동대 실험을 통하여 검증하였다. 본 면진 테이블은 전시물의 하부에 설치되어, 바닥판의 진동이 전시대에 전달되는 것을 차단하는 격리시스템이다. 면진성능시험 결과, 면진성능이 80-90%이며 면진테이블의 최대 스트로트내에서 안정적으로 거동하는 것으로 나타났다.

건축구조물의 진동제어 시스템의 안정성과 효율성은 대상 시스템의 수학적 모델의 정확성에 크게 좌우 된다. 본 연구에서는 3층의 축소 건물모델과 소형 AMD(active mass damper)를 대상으로 각각의 상태방정식 모델을 시간영역에서의 시스템 식별 기법인 OKID(observer/Kalman filter identification)를 대상으로 각각의 상태방정식 모델을 시간영역에서의 시스템 식별 기법인 입력과 AMD의 이동질량체의 설치층에 대한 상대가속도 입력에 대하여 시스템 식별을 개별적으로 수행한 뒤 두 개의 상태방정식을 모델 응축 과정을 통해 통합하였다. AMD의 시스템 식별은 모터제어 신호를 입력으로 AMD 이동질량의 설치층에 대한 상대가속도를 출력으로 선정하여 수행하였으며 큰 감쇠비와 위상지연 현상을 확인할 수 있었다 결과적으로 얻어진 건물 모델 및 AMD의 이동질량의 설치층에 대한 상대가속도를 출력으로 선정하여 수행하였으며 큰 감쇠비와 위상지연 현상을 확인할수 있었다. 결과적으로 얻어진 건물 모델 및 AMD의 상태방정식 모델로부터 재구성한 전달함수와 시간이력은 실험에서의 측정치와 잘 일치하였다.