철골조 고층건물의 하프파워법과 RD법에 의한 감쇠율 비교

윤성원,주영규,신상준,Yoon, Sung-Won,Ju, Young Kyu,Shin, Sang Jun 한국강구조학회 2007 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.19 No.1

본 논문에서는 상시진동계측에서 얻은 시계열파형에서 하프파워법과 RD법을 통하여 감쇠율을 산정하여 해석법에 따른 감쇠율의 변동성을 분석하였다. 상시진동계측은 국내 철골조 건물 2개동과 철골철근콘크리트조 건물 1개동을 대상으로 실시하였다. 하프파워법(half- power bandwidth method)의 변수는 앙상블 데이터수를 1024, 2048, 4096, 8192로 변화시키면서 감쇠율의 변화 경향을 분석하여 하프파워법의 적용성을 검토하였다. 상시진동계측 데이터에서 앙상블의 데이터 사이즈를 1024 에서 8192로 증가함에 따라서 하프파워법에 의한 감쇠율은 감소하면서 일정한 값으로 수렴하면서 RD법에 의한 감쇠율과 비슷해짐을 확인하였다. 또한 하프파워법에 대한 감쇠율은 일반적으로 RD법에 의한 감쇠율보다 다소 큰 것을 확인하였다. In this paper, the damping ratios of two methods, namely the half-power bandwidth method and random decrement method from the vibration measurement were examined. Ambient vibration tests were conducted on two steel-framed and one composite tall building ranging from 27 to 36 stories. The performance of the half-power bandwidth method was investigated using four sample sizes, such as 1024, 2048, 4096 and 8192. Damping by the half-power bandwidth method is slightly more overestimated than the random decrement method due to insufficient record length. Damping evaluation by the half-power bandwidth method was found to be enhanced when using the narrower bandwidth with long recorded data.

하프파워법과 인력가진법에 의한 감쇠율 비교

윤성원,Yoon, Sung-Won 한국공간구조학회 2008 한국공간구조학회지 Vol.8 No.2

주파수영역과 시간영역의 두가지 방법을 통하여 감쇠율을 분석하였다. 11층${\sim}$19층 범위의 철근콘크리트 건물에 대하여 주파수 영역에서의 해석을 위한 상시진동과 시간영역에서의 해석을 위한 인력가진을 실시하였다. 하프파워법의 적용성을 검토하기 위하여 1024, 2048, 4096 세가지 앙상블 샘플사이즈에 대하여 분석하였다. 인력가진법에 의한 장변과 단변의 감쇠율은 각각 1.05%${\sim}$1.22%과 1.16%${\sim}$1.50%이다. 하프파워법은 감쇠율을 약간 과대평가할 수 있지만, 계측데이터의 길이를 가능한 길게 하여 bandwidth를 작게 하면 감쇠율 평가의 정밀도를 향상할 수 있었다. This paper is concerned with the damping ratios of two methods, which are frequency domain and time domain approach. Ambient vibrations and synchronized human excitation test were conducted to three reinforced concrete buildings ranging from eleven to nineteen stories. The performance of the half power bandwidth method was investigated using three kinds of sample size, 1024, 2048, and 4096. The damping ratio by synchronized human excitation ranges from 1.05% to 1.22% in the long direction and from 1.16% to 1.50% in short direction. Damping by half power bandwidth method is slightly more overestimated than the synchronized human excitation due to insufficient record length. Damping evaluation by half power bandwidth method was found to be enhanced by using the narrower bandwidth with long recorded data.

중공형 RC 슬래브의 소음 및 진동 감쇠성능에 대한 연구

김동백,김인배,김종훈,이재원 한국재난정보학회 2019 한국재난정보학회 논문집 Vol.15 No.2

연구목적: 철근콘크리트 슬래브에 발생하는 소음 및 진동을 저감하기 위하여 중공부를 설치하거나 중공 부에 액체를 채워 설치한 후 감쇠성능을 실험적으로 수행하고자 한다. 연구방법: 중공율을 실험 변수로 하여, 충격하중을 가했을 때 각 시험체의 감쇠율과 강성을 구하여 수치해석에 대한 감쇠율과 강성의 차이 를 알아낸다. 또한, 중공부의 50%를 액체로 채운 시험체의 감쇠율과 강성의 차이를 비교하여 감쇠효과를 검토한다. 연구결과: 중공부가 있는 실험체와 없는 실험체의 내력의 차이는 5% 정도로 오차범위에 있으 므로 구조적인 문제는 없는 것으로 판단되며, 중공부에 액체를 주입할 경우 감쇠율이 증가함으로 소음이 나 진동도 저감할 수 있을 것으로 판단된다. 결론: 중공율이 20%이하에서는 감쇠효과가 거의 없고, 30% 일 때 감쇠효과가 나타났다. 그러나, 실험체의 중공부에 액체를 주입하였을 경우는 감쇠율이 증가하는 것 으로 나타남으로, 중공부에 액체를 주입하면 소음이나 진동의 감쇠효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다. Purpose: To reduce the noise and vibration of reinforced concrete slab structures, the damping performance is to be performed experimentally after installing hollow core or filling it with liquid. Method: Using the hollow rate as an experimental variable, the damping ratio and stiffness of each test specimen at impact load are obtained to determine the difference between the damping ratio and stiffness of the numerical analysis. In addition, the damping effects are reviewed by comparing the difference in the damping ratio and stiffness of a test specimen filled with liquid 50% of the study. Results: Since the difference in resistance between a specimen with or without hollow core is 5%, it is judged that there is no structural problem, and the injection of liquid into the hollow core can increase the damping ratio, which can reduce noise or vibration. Conclusion: At less than 20% of hollow rate, there was little damping effect, and at 30%, damping effect was found. However, if liquid is injected into the hollow core of the specimen, damping rate is shown to increase, and the injection of liquid into the hollow part is believed to reduce noise or vibration.

노발리스를 이용한 방사선 수술시 치료테이블을 투과하는 광자선의 감쇠율에 따른 선량 보정방법

김성준,신현수,고승영,박혜리,김자영,이보미,예지원,김성규,Kim, Sung-Joon,Shin, Hyun-Soo,Ko, Seung-Young,Park, Hye-Li,Kim, Ja-Young,Lee, Bo-Mi,Yea, Ji-Woon,Kim, Sung-Kyu 한국의학물리학회 2011 의학물리 Vol.22 No.1

본 연구는 노발리스용 치료테이블(couch top)을 투과하는 광자선의 감쇠율(attenuation rate)을 기하학적 모델을 통해 계산하고 보정함으로써, 치료부위에 정확한 선량이 전달되게 하는데 그 목적이 있다. 실험은 치료테이블을 투과하는 광자선의 투과율과 감쇠율을 기하학적인 모델에 의해 예측하고 이를 바탕으로 실험적으로 측정된 것을 비교 및 분석하였다. 그 결과 기하학적 모델에 의해 예측된 값과 실험값이 매우 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또 실제 임상적용의 가능여부를 판단하기 위하여, 척추 방사선수술(spine radiosurgery)환자의 치료계획에 모델링화한 감쇠율을 보정한 뒤 측정한 중심점 선량과 그렇지 않은 것을 비교하였더니, 전자가 치료계획된 것과의 오차율이 감소함을 보였다. 본 논문에서는 치료테이블을 투과하는 광자선의 기하학적 모델을 통해 투과율과 감쇠율을 계산하고 이를 실험적으로 증명하였다. 이 방법은 노발리스를 이용한 방사선 수술뿐만 아니라 일반적인 방사선 치료에 있어서도 매우 유용할 것으로 판단된다. This study has its own goal to deliver the accurate dose on the target volume by calculating and modifying the attenuation rate of photon beam transmitting the couch top with geometric model. The experiment was that the transmission rate and attenuation rate of photon beam transmitting the couch top was predicted by the geometric model, then compared and analyzed with what was measured experimentally based on that. The result showed that the predicted value by the geometric model accorded closely with the experimental value. In addition, in order to judge whether the practical clinical application is available, the point dose, measured after modifying the attenuation rate modelinged according to the treatment plan of a patient of spine radiosurgery, was compared with the one done nothing. The result was that the former showed decreased error range with treatment planned one than the latter. This papers calculated the transmission and attenuation rate with the geometric model transmitting the couch top and verified it experimentally. This method is expected to be very useful in not only the radiosurgery using Novalis but also the general radiation therapy.

깊이가 유한한 다중 투수층 위에서의 파의 감쇠율

서경덕(Suh, Kyung-Duck),도기덕(Do, Ki-Deok) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.2

Reid and Kajiura(1957)은 해저면에 무한한 깊이의 투수층이 존재할 경우에의 파의 감쇠율을 유도하였다. 본 연구에서는 유한한 깊이의 투수층이 존재할 경우에의 파의 감쇠율을 선형파이론을 이용하여 유도하였다. 그리고 이를 확장하여 해저면에 재질이 다른 2 층 또는 3 층의 투수층이 존재할 경우에 파의 감쇠율을 제시하였다. 다음으로 이를 완경사 방정식에 적용하여, 해저면에 투수층이 존재할 경우에의 파의 투과율을 계산하였으며, 1층 투수층이 존재할 경우의 수치계산결과를 Flaten and Rygg(1991)의 적분식 방법과 비교하여 검증하였다. Reid and Kajiura(1957) has studied on the wave damping rate over a permeable bed of infinite depth. In this study, wave damping rate over a permeable bed of finite depth is derived by linear wave theory. It is then extended to derive wave damping rates over a double or triple layer, each of which consist of different material. Applying the wave damping rate to the mild slope equation, the wave transmission coefficient over a permeable bed has been calculated. The model has been certificated by comparing with the result of Flaten and Rygg(1991)'s integral equation method in the case of a single-layer bed.

3층 철근콘크리트조 건물의 손상전후의 진동특성

윤성원,박용,지정환,임재휘,장동우 한국공간구조학회 2009 한국공간구조학회지 Vol.9 No.3

구조물이 건전한 상태에서 진동계측을 통한 고유진동수와 감쇠율과 같은 동적특성의 분석에 대하여 국내 외적으로 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 실물 구조물에 대하여 파괴 직전까지의 큰 손상 후에 진동계측을 통한 동적특성에 대한 연구는 상대적으로 매우 미약한 실정이다. 따라서 본 연구는 3층 철근콘크리트조 건물에 엑츄에이터로 하중을 주어 건물에 손상을 준 후에 손상 전 후의 진동계측을 통하여 동적특성을 파악하였다. 손상 전 후에 대한 고유진동수 및 감쇠율을 산정하였으며, 이 결과를 국외의 기존 연구와 비교하였다. 상시진동계측 및 인력가진을 통한 계측방법을 실시하였으며, 계측 전에 고유치 해석을 선행하여 계측치와 비교분석을 하였다. 120mm의 수평변위를 준 결과 구조물의 파괴 직전 손상 전 후에 장변과 단변의 고유진동수는 각각 34.3%, 33.7% 감소하였고, 감쇠율은 각각 36.5%, 19.5% 감소하였다. 기존 국외의 연구결과와의 비교를 한 결과 고층형 건물보다 강성의 변화가 크게 감소됨을 확인할 수 있었으며, 저층형 구조물에 대한 안정성 검토가 시급함을 확인할 수 있다. Dynamic characteristics such as frequency and damping ratio in the ambient state of building has been progressed in domestic and foreign. However, there has not been any deep research of dynamic characteristics of full-scale structure using vibration measurement of the building damaged up to failure. Dynamic characteristics of three-story reinforced concrete building was evaluated before and after it was damaged by using a actuator. Dynamic characteristics is reviewed and compared with previous study. Ambient vibration and human excitation test were applied. After 120mm horizontal displacement by actuator, frequency of long and short direction is reduced to 34.3%, 33.7% and damping ratio is reduced to 36.5%, 19.5% respectively.

Standard Exact Couch와 6D Robotic Couch를 이용한 광자선의 조사각에 따른 선량 감쇠에 대한 연구

김태형,오세안,예지원,박재원,김성규,Kim, Tae Hyeong,Oh, Se An,Yea, Ji Woon,Park, Jae Won,Kim, Sung Kyu 한국의학물리학회 2016 의학물리 Vol.27 No.2

본 연구는 방사선치료에서 방사선 선량전달의 정확도를 높이기 위해 두 종류의 치료테이블 6D robotic couch (BrainLab, Feldkirchen, Germany)와 Standard exact couch (Varian Exact couch$^{TM}$, Varian Medical Systems, Milpitas, CA, USA)를 이용하여 Rail의 위상(In-Out)에 따른 상대선량을 측정하여, 선량감쇠율을 계산하였다. 치료테이블을 투과하는 조사에너지의 조사각 $0^{\circ}$에서 $360^{\circ}$까지의 상대 선량을 각각 측정하였으며, 조사각이 $0^{\circ}$일 때 측정된 선량을 기준으로 하여 $5^{\circ}$ 간격으로 선량의 변화를 측정하고 선량 감쇠율을 계산하였다. Standard exact couch의 광자선 에너지는 6 MV와 10 MV를 사용하였으며 치료테이블의 Rail 위상(In position, Out position)에 따른 상대 선량을 측정하였다. 6D robotic couch는 6 MV와 15 MV의 광자선 에너지를 사용하였다. Standard exact couch의 광자선의 최대 선량차이는 Rail In position에서 6 MV ($175^{\circ}$), 10 MV ($175^{\circ}$)일 때, 선량차이는 각각 16.53%, 12.42%, Out position에서 6 MV ($225^{\circ}$), 10 MV ($225^{\circ}$)일 때, 선량차이는 각각 15.15%, 9.96%였다. 6D robotic couch에서는 6 MV ($130^{\circ}$)와 15 MV ($130^{\circ}$)일 때, 선량차이는 각각 6.82%, 4.92%였다. 본 연구를 통해, 치료테이블의 종류에 따른 선량 감쇠율은 6D robotic couch가 Standard exact couch보다 6 MV에서 조사각 $180^{\circ}$ 기준 약 1% 더 발생함을 확인하였고, Stnadard exact couch인 경우, Sliding rail의 위상(In position, Out position)에 따라 선량 감쇠가 급격히 변화하는 것을 확인하였다. The objective of this study is to increase the accuracy of dose transmission in radiation therapy using two types of treatment tables, standard exact couch (Varian 21EX, Varian Medical Systems, Milpitas, CA) and 6D robotic couch (Novalis, BrainLAB A.G., Heimstetten, Germany)). We examined the dose attenuation based on the two types of treatment tables and studied the dose of attenuation using the phase (In/Out) for the standard exact couch. We measured the relative dose according to the incident angle of a penetrative photon beam under a treatment table. The incident angle of the photon beam was from $0^{\circ}$ to $360^{\circ}$ in the increments of $5^{\circ}$. The reference angle was set to $0^{\circ}$. Furthermore, the relative dose of the 6D robotic couch was measured using 6 MV and 15 MV, and that of the standard exact couch was measured at the sliding rail position (In-Out) using 6 MV and 10 MV. In the case of the standard exact couch, the measured relative dose was 16.53% (rails at the "In position," $175^{\circ}$, 6 MV), 12.42% (rails at the "In position," $175^{\circ}$, 10 MV), 13.13% (rails at the "Out position," $175^{\circ}$, 6 MV), and 9.96% (rails at the "Out position," $175^{\circ}$, 10 MV). In the case of the 6D robotic couch, the measured relative dose was 6.82% ($130^{\circ}$, 6 MV) and 4.92% ($130^{\circ}$, 15 MV). The photon energies were surveyed at the same incident angle. The dose attenuation for an energy of 10 MV was 4~5% lower than that for 6 MV. This indicated that the higher photon energy, lesser is the attenuation. The results of this study indicated that the attenuation rate for the 6D robotic couch was confirmed to be 1% larger than that for the standard exact couch at 6 MV and $180^{\circ}$. In the case of the standard exact couch, the dose attenuation was found to change rapidly in accordance with the phase ("In position" and "Out position") of the sliding rail.

중공율과 감쇠율을 이용한 RC 중공 슬래브의 사용성 및 휨성능 평가

김종훈,김동백,김용곤,이재원,최정호 한국재난정보학회 2022 한국재난정보학회 논문집 Vol.18 No.4

연구목적: 철근콘크리트 중공 슬래브의 중공율에 따른 강성저하 및 감쇠율을 평가하여 그 성능을 분석하고, 중공체의 감쇠 효과와 중공율에 따른 강성저하가 슬래브의 사용성에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하고자 한다. 연구방법: 슬래브의 중공율에 따른 진동영향을 평가하기 위하여 0.6m×0.21m×3.6m의 크기로 시험체를 제작하였으며, 중공율의 변화에 따른 강성과 감쇠의 변화율을 측정하기 위하여 중공률은 0.0%~30%까지 6단계로 설정하였다. 연구결과: 중공율이 증가하면 강성이 감소되므로 고유진동수도 감소하는 것으로 생각할 수 있으나 질량이 크게 감소하므로 고유진동수는 점진적으로 증가하며, 중공율 20%까지는 에너지 소산이 거의 일어나지 않으므로 층간소음 및 진동을 저감하기 위해서는 30% 정도의 중공율을 확보해야 한다. 결론: 중공율 이 30% 정도인 슬래브의 휨성능의 저하는 최소로 하되 적절한 고유진동수를 유지할 수 있으며 , 어느 정도의 감쇠증진 효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다.

강풍시 고층건물의 진동특성 및 사용성 평가

윤성원,김도현,정석창,김동원,Yoon, Sung-Won,Kim, Do-Hyun,Jeong, Sug-Chang,Kim, Dong-Won 한국공간구조학회 2007 한국공간구조학회지 Vol.7 No.5

철골조 고층건물을 대상으로 풍응답계측을 실시하여, 감쇠율과 고유진동수의 진폭의존성을 검토하였다. 진폭의존성의 검토를 위하여 RD법을 사용하였다. RD법에 의한 진동특성을 하프파워법에 의한 진동특성과 비교하여 두 방법 사이의 상관관계를 분석하였다. 또한 일본, 캐나다기준에 의한 강풍시의 사용성평가를 통하여 두 가지 방법의 적용성을 검토하였다. RD법에 의하여 감쇠율의 진폭의존성을 확인하였으며, 고유진동수의 진폭의존성은 공학적인 의미에서 상대적으로 매우 작은 것을 확인하였다. 또한 계측건물은 사용성을 만족하였으며, 일본기준이 캐나다기준보다 더욱 엄격함을 확인하였다. After measuring wind induced response for a high-rise steel building, the damping ratio and natural frequency were analyzed in this paper. In order to examine amplitude dependence, random decrement method was used. Two methods were analyzed by comparing dynamic properties from random decrement method and half powered-band width method. In addition, through serviceability evaluation during strong wind, compatibility of two methods to Japanese guidelines for the evaluation of habitability to building vibration and national building code of Canada was considered. The amplitude dependence of the damping ratio by RD method was shown and the amplitude dependence of the natural frequency was relatively very small in an aspect of engineering sense. Moreover, the measured building was satisfied with serviceability and Japanese guideline is stricter than NBCC code.

실내공간의 부분적 개방에 따른 음향특성변화 II -확산음장과 자유음장의 수직적 결합을 중심으로-

정대업,최영지,Jeong, Dae-Up,Choi, Young-Ji 한국공간구조학회 2007 한국공간구조학회지 Vol.7 No.5

본 연구는 지붕개폐형 구조물에서 지붕을 개폐함으로써 나타나는 음장의 특성변화를 파악하기 위하여 1/20스케일의 축소모형을 제작하고 이를 대상으로 개폐율을 조절하면서 음장변화를 측정 분석하였다. 공간의 음향설계 시 사용되는 기존의 설계 및 평가파라메타들을 검토한 결과, 잔향음의 감쇠과정이 비선형적이며 기존의 잔향감 평가파라메타인 잔향시간에 의해서 적절한 설계 및 성능평가가 이루어지기 어려울 것으로 분석되었다. 특히 비선형적 감쇠구간에 대한 선형적 curve-fitting에 의해 실제 청감과는 거리가 먼 매우 긴 잔향시간이 도출되어 실질적인 효용성이 의심된다. 따라서 잔향시간(T30)을 음향설계 및 평가과정에서 중요설계변수로 활용 시 완공 후 얻게 되는 음장특성과 상이한 결과를 초래할 가능성이 있다. EDT의 경우 전체적으로 초기감쇠시간은 개폐율이 증가할수록 짧아지는 경향을 나타내었다. 주파수별로 저주파수대역에서의 감쇠율이 가장 높게 나타났으며 고주파수 대역으로 갈수록 감쇠율은 둔화되는 것으로 평가되었다. 명료도 관련 파라메타인 D50 또한 개폐에 따른 음장의 변화를 효과적으로 나타내고 있는 것으로 분석되었다. 객석부위별로는 지붕개폐면에 직접 노출되지 않는 객석에서 개폐율 증가에 따라 선형적인 감쇠현상이 나타나고 있으나, 직접 노출되는 객석의 경우에는 40%이상의 개폐율에서는 명료도와 잔향감에 영향을 거의 미치지 않는 것으로 나타났다. The present work measured and analyzed changes in the acoustics of a sound field which has a retractable ceiling. An 1/20 scale model of an openable space was built and measurement was carried out by varying the opened area of a ceiling. The most widely used room acoustic and design parameters, RT, EDT, and D50 were investigated. The results suggest that the use of RT as an acoustic design parameter may not be proper in an openable space and further it is likely to mislead the initial acoustic design of such spaces. It is mainly due to the characteristics of RT in which non-exponential decay processes are linearly fitted. Early decay times were found to be decreased in proportion to increaing the ratio of opened area. D50, an index of speech intelligibility, was effectively shows the influence of openings on the acoustics. It is also found that EDT and D50 at the seats, not directly exposed to the opened part of a ceiling, were almost linearly decreased in proportion to the ratio of opened area, while little influence was found for the opening ratio larger than 40% at the directly exposed seats to the opened part of a ceiling.