이 논문은 부분공간 시스템 확인기법을 이용하여 전단빌딩의 강성행렬과 부재의 강성을 추정하는 기법을 소개한다. 시스템 행렬은 입력-출력 데이터로 구성된 행켈행렬을 LQ 분해와 특이치 분해를 통해 추정한다. 추정된 시스템 행렬은 닮음 변환을 통해 실제 좌표축으로 변환하고, 변환된 시스템 행렬로부터 강성행렬을 계산한다. 추정된 강성행렬의 정확성과 안정성은 행켈행렬의 크기에 따라 변한다. 전단빌딩의 기저 유한요소 모델을 이용하여 행켈행렬의 크기에 따른 강성행렬의 추정오차 곡선을 구한다. 오차 곡선을 이용하여 목표 정확도 수준에 부합하는 행켈행렬의 크기들을 결정한다. 이렇게 선택된 행렬의 크기들 중에서 부분공간 시스템 확인의 계산비용을 고려하여 보다 적절한 행렬의 크기를 결정할 수 있다. 결정된 크기의 행켈행렬을 이용하여 강성행렬을 추정하고 추정된 강성행렬로부터 부재의 강성을 추정한다. 제안된 방법을 손상 전후의 5층 전단빌딩 수치 예제에 적용하여 타당성을 검증한다.

In order to control seismic responses of building structures effectively and stably, it is very important to estimate the dynamic characteristics of target structure exactly based on input-output signal data. In this paper, it is shown that Subspace Identification Method is able to be applied effectively to system identification of building structures. To verify the efficiency of Subspace Identification Method, the vibration experiments were conducted on a specimen structure which is a 5-storied building structure model consisted of H-shaped steel beam, and the simulated seismic responses of the identified structure model were compared with the observed ones under the same excitation. It was observed that the experimental results coincided with the analyzed ones proposed in this paper.

This paper presents a subspace system identification algorithm for time-invariant structural system. System matrices are estimated from input-output data. The main computational tools are the LQ and the singular value decomposition in subspace system identification. The accuracy and stability of estimated system matrices are influenced by the parameters of Hankel matrix. For stable SI, the optimal parameters of Hankel matrix are determined by considering the computational cost and the accuracy of system matrix.