The urban expressway is widely used to avoid traffic jams in highly-populated urban areas. However, vehicle exhaust can be easily transported to the neighboring area including residential buildings. In this study, we investigated the transport and penetration of vehicle exhaust into the nearby high-story residential building. Black carbon (BC) and lung deposited surface area (LDSA) concentrations were monitored every 1 min using an aethalometer (AE51, Magee) and a nanoparticle aerosol monitor (AeroTrak 9000, TSI), respectively. For comparison, the measurement was carried out in both the living room and balcony of the apartment from January 18 to January 25, 2016. The CO2 concentration indicated the presence of residents in the living room and transport of vehicle exhaust from the roadway in the balcony. Its diurnal variation showed a significant difference between weekdays and the weekend, implying the different time activity of residents and traffic volume. BC and LDSA concentrations were 1.4±1.5 μg/m3 and 53.9±45.0 μm2/cm3 indoors, and 1.9±1.0 μg/m3, 76.2±34.5 μm2/cm3 outdoors, respectively. The indoor to outdoor concentration ratios range from 0.6 to 0.8, indicating the significant influence of outdoor vehicle exhaust. The highest concentrations of BC and LDSA were observed in the morning rush hours, except for those indoors during the weekend. In particular, the outdoor effect is significant during the morning rush hours. Indoor air quality management is urgently needed for residents living near the urban expressway.

When adjacent tall buildings experience earthquake excitation, structural pounding may happen. In order to mitigate seismic pounding damage to adjacent structures, many studies have been done to date. Tuned mass dampers (TMD) are widely used for reduction of dynamic responses of building structures subjected to earthquake excitations. If a TMD is shared between adjacent buildings and it shows good control performance, it will be effective and economic means to reduce seismic responses of adjacent structures. In this study, control performance of a shared tuned mass damper (STMD) for seismic response reduction of adjacent buildings has been evaluated. For this purpose, two 8-story example buildings were used and multi-objective genetic algorithms has been employed for optimal design of the stiffness and damping parameters of the STMD. Based on numerical analyses, it has been shown that a STMD can effectively control dynamic responses and reduce the effect of pounding between adjacent buildings subjected to earthquake excitations in comparison with a traditional TMD.

본 연구에서는 풍동실험을 통해 인접건축물의 다양한 높이비, 위치와 풍향에 따른 고층건축물에 작용하는 피크풍압계수에 대하여 조사하였다. 그리고 피크풍압계수는 Cook and Mayne의 제안식을 이용하여 산출하였다. 실험결과는 우선적으로, 인접건축물의 유무에 따른 최대 및 최소풍압계수의 분포도를 통해 비교 분석하였다. 풍동실험결과 풍향 135도에서 인접건축물의 높이비가 Hr ≥1.5이고, (Sx, Sy)=(1.5B,0)에 위치할 때, 대상건축물의 정면에 작용하는 최소 풍압계가 단독건축물에 작용하는 최소풍압계수(-3.5)에 비해 전반적으로 크게 나타났으며, 최소풍압계수의 최소값은 정면의 최상부 코너 부근에서 -4.7(Hr=1.5), -5.7(Hr=2.0)으로 나타났다. 본 연구의 결과는 CFD 해석 결과의 정당성 입증과 두동 이상으로 이루어진 고층건축물의 초기설계단계에서 상호간섭효과로 인한 외장재용 풍하중을 대략적으로 평가하는데 유용하게 사용할 수 있을 것이다.

건물설계단계에서 신축예정건물의 열차진동영향평가를 위하여 국내의 4개의 열차진동 가속도응답 계측치와 진동전달율(Transmissibility)값을 이용한 이론치를 비교하여 TR값의 적용성을 제시하였다. 이 TR 방법을 통하여 철도인접지역 위치한 신축 예정지반을 선정하고 지반진동 계측을 실시하였다. 계측한 지반의 가진진동수와 수직가속도응답과 신축 예정건물의 바닥슬래브를 MIDAS로 해석한 고유진동수를 통해 진동전달률을 산정한 후 신축건물의 진통예측을 실시하였다. TR을 적용한 가속도응답 예측치를 열차진동 가속도응답 계측치와 비교한 결과 3.61%~37.1% 오차범위에서 있는 것을 확인하였다. 또한 KTX, 경의선, 시멘트 열차 주행 시 지반의 가진진동수는 7.19~10.61Hz 사이에 선명한 피크를 확인 할 수 있다.

본 연구에서는 MR 감쇠기와 FPS를 사용하여 구성된 스마트 스카이브릿지를 제안하였으며 스마트 스카이브릿지로 연결된 인접건물의 지진응답 제어성능을 분석하였다. 이를 위하여 스마트 스카이브릿지로 연결된 10층과 20층 구조물을 예제 구조물로 선택하였고 근거리 (near fault) 및 원거리 (far fault) 지진의 특성을 가지는 El Centro 지진과 Kobe지진을 사용하여 시간이력해석을 수행하였다. 스마트 스카이브릿지블 효과적으로 제어하기 위해서 퍼지논리제어기를 개발하였으며 퍼지논리제어기를 최적화하기 위하여 다목적 유전자알고리즘을 사용하였다. 최적화결과 10층 건물의 지진응답과 20층 건물의 지진응답 사이에는 상충관계 (trade-off)가 있는 것을 알 수 있었고 다목적 유전자알고리즘을 통해서 두 건물의 지진응답 제어에 대한 퍼지논리제어거의 파레토 해집합을 구할 수 있었다. 수치해석결과 본 연구에서 제안한 스마트 스카이브릿지를 사용하면 연결된 건물의 지진응답을 효율적으로 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

인접건물 사이에 감쇠기 형태의 에너지 소산장치를 설치하고 연결함으로써, 지진 응답을 줄이고 내진 성능을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 연구를 수행하였다. 서로 인접한 건물 간의 진동제어를 위하여 준능동 MR 감쇠기를 이용하는 퍼지 제어기법을 제시하고, MR 감쇠기의 감쇠력 조절을 시간에 따라 제어할 수 있도록 제시한 방법으로 제어기를 설계하였다. 제시한 방법의 타당성을 검증하기 위하여 수치모사를 수행하였으며, 다양한 역사지진의 지진응답 해석을 통해서 비제어시, 수동제어 및 준능동 퍼지제어 등에 대한 최대응답을 비교 분석하였다. 수치모사 결과 제시한 방법은, 다양한 주파수 성분을 가진 여러 가지 지진에 대해 매우 효과적인 제진 성능을 보이는 것으로 나타났다.