| 논문명 |
동조액체댐퍼를 이용한 고층건물의 공력진동모형실험 / Aeroelastic Model Test for a Tall Building using Tuned Liquid Damper |
| 저자명 |
유기표(You Ki-Pyo) ; 김영문(Kim Young-Moon) |
| 발행사 |
대한건축학회 |
| 수록사항 |
대한건축학회논문집 구조계, v.20 n.10 (2004-10) |
| 페이지 |
시작페이지(79) 총페이지(8) |
| ISSN |
12269107 |
| 주제분류 |
구조 |
| 주제어 |
와류 ; 공력진동모형 ; 동조액체댐퍼 ; 일반화질량비 ; 최적진동수비//vortex ; aeroelastic building model ; tuned liqid damper ; generalized mass ratio ; optimal frequency |
| 요약1 |
최근에 이르러 건설 기술의 발달과 고강도 재료의 출현 등으로 (초)고층 건물의 건설이 가능해졌다. 국내에서도 사무실이나 호텔 등뿐만 아니라 주거기능으로서의 주상 복합 건물이 40층 이상의 철골조 형태로 세워지고 있다. 그런데 건물은 고층화 될수록 유연성(flexibility)이 증대되고, 건물의 감쇠비(damping ratio)가 감소하게 되어 풍하중에 의한 진동응답이 증가하게 된다. 이러한 풍하중과 같은 횡하중에 저항하는 다양한 구조 시스템이 개발되고 있지만, 근본적으로 풍하중은 동적인 특성(dynamic property)을 갖고 있어 이로부터 발생하는 진동응답은 여전히 거주자에게 불안감, 편두통 등을 일으키는 주요 원인으로 작용해 사용성상의 안전에 심각한 문제를 줄 수 있다. 최근에 건설되는 고층건물의 경우 진동을 제어하기 위한 다양한 연구들이 진행되어지고 있다. 풍진동에 대한 고층건물의 거주성이나 사용성의 개선을 목적으로, TMD (Tuned MassDamper)나 TLD(Tuned Liquid Damper)을 대표하는 동조계 수동형(Passive) 형식의 동조 댐퍼를 설치하는 사례가 많이 증가하고 있다. 이러한 수동형 제진방법이 능동형 제진방법보다 효과적이고 설치 및 유지■보수관리에 있어서도 경제적이며 활용성이 높은 것으로 평가되고 있다. 수동형 제진방법은 외부의 동력장치 없이 작동하는 TLD 및 TLCD 등이 많이 이용되는데, 그중 구조물의 최상층에 설치되는 TLD는 원형과 직사각형의 형태가 일반적으로 이용되고 있다. TLD의 성능실험적인 연구는 1980년부터 실시되었으며, Fujuno. et, al과 Sun 등은 직사각형 수조내 물의 슬러싱을 이용한 진동효과에 대한 많은 연구를 하였다. Chaiseri et. al 등에 의해 구조물과 TLD의 상호작용에 대한 연구가 수행되었다. 그리고 1990년대부터는 Xu, Kwok등에 의해서 풍동내에 상사된 축소 모형안에 진동감쇠장치를 설치하여 풍동실험을 실시하는 연구가 이루어졌는데, 대부분이 모형의 최상층에 TMD모형을 설치한 후 다양한 풍속과 감쇠율의 변화에 따른 진동응답효과를 확인하였다. 본 논문에서는 동조액체댐퍼의 성능실험을 위해서 실제구조물을 상사한 실험체에 동조액체댐퍼를 설치한 후 공력진동실험을 실시하였다. 공력진동실험은 구조물의 진동특성을 모형화한 탄성모형을 이용해 풍동내의 바람에 의한 구조물의 거동을 재현하는 실험이다. |
| 요약2 |
Research about vibration control that use tuned liquid damper(TLD) is economical and efficient to reduce vibration(vibration displacement and acceleration) occurrence about strong wind of tall building. The effect of reducing vortex induced the vibration of tall buildings with TLD which has a aspect ratio of 8 was investigated in the boundary layer flows presenting suburban area using aeroelastic building model which have a TLD in the top level. A total of 15 test cases that correspond to different TLD are experiment for wind speed range from 0.7m/s to 2.4m/s. The top displacement RMS value reduces to that of the original building model without a TLD when the generalized mass ratio equals to 1.5%. The optimal frequency of the TLD range between 0.985hz and 0.995Hz of the building model which is consistent with the analytical derivation. |
| 소장처 |
대한건축학회 |