점탄성 댐퍼를 이용한 건물의 풍진동 제어

조강표,Cermak jACK e.,권택진 대한건축학회 1997 大韓建築學會論文集 Vol.13 No.12

풍동실험을 통한 경량통신철탑의 풍응답 예측

조강표,타무라 유키오,이토 타카요시 대한건축학회 2003 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.23 No.1(구조계)

Wind-tunnel experiments of a communication steel tower were conducted for the wind-induced response using a rocking model. A turbulent wind flow (II of AIJ Recommendation on Loads on Buildings) was generated to closely simulate full scale wind environments. Two different damping levels (0.4% and 1.0% critical damping), which were adjusted by a silicon damping device, were selected as target damping ratios to estimate wind-induced vibration of the prototype structure with and without a tuned mass damper (TMD). Wind-excited motions of the prototype structure (K Tower in Japan) recorded in a video type were also analyzed and compared with the results of the wind-tunnel tests. The experimental results have a reasonable agreement with the analyzed result of video images.

독립된 원뿔형 산지의 기류 특성

조강표,조기성 한국풍공학회 2008 한국풍공학회지 Vol.12 No.1

경사지 또는 산지와 같은 복잡한 지형은 기류를 복잡하게 만든다. 이런 복잡한 지형조건은 복잡한 지형에서의 풍속뿐만 아니라 바람의 난류에도 영향을 미친다. 이 논문에서는 원뿔 산지에서 바람의 특성을 연구하기 위해 난류 강도를 고려하였다. 풍동실험을 위해 tanθ가 0.1~0.5까지의 각기 다른 경사를 가진 이상화된 3차원 산악지형을 제작하였다. 풍동실험결과, 경사도가 증가함에 따라 풍상측의 하단부에서의 난류강도는 약간 증가한 반면에 풍하측의 하단부에서 난류강도가 크게 평가되었다. 또한 난류강도는 원뿔형 산지모형의 경사가 증가함에 따라 크게 평가됨을알수있다. Complex terrain like hill, mountain, and escarpment etc. makes complex air flow. This topographic condition will affect not only speed but also turbulence of wind over the complex terrain. In this paper, turbulence intensities are considered to investigate characteristics of wind over cone-type hills. There are five simple hill models with different slope 0.1~0.5(tanθ) for wind tunnel test. It was observed through wind tunnel tests that turbulence intensities of down-slope wind at the end of the 3-Dimensional hills remarkably increased, but ones of windward slope wind at the front side of the hills slightly increased. Also, turbulence intensities proportionally increased with slope of the cone-type hills.

진동대 실험을 통한 수평진동 체감도 평가

조강표,정승환,정명채,조수연 한국풍공학회 2007 한국풍공학회지 Vol.11 No.1

본 논문에서는 진동대 실험을 통한 수평진동에 대한 체감도를 평가하고자 한다. 먼저 국외선행연구를 조사하여, 실험의 적절한 방향을 모색하였다. 실험은 1차원 수평 진동대를 사용하고, 무빙룸은 우리가 생활하고 있는 공간과 유사하게 설계 및 제작하였다. 실험평가방법은 피험자를 40명 모집하여, 8명씩 5개조로 나누어 주파수 0.2Hz~1.2Hz 범위에서 가속도를 증가시켜 체감도에 대해 평가하였다. 수평진동 실험으로 얻어진 체감도 누적분포를 0~20%, 21~40%, 41~60%, 61~80%, 81~100%로 나누어 추세선을 그려서 성능평가곡선을 작성하였다. 또 국외 사용성 평가기준에 반영된 설문지를 바탕으로 실험에 적합한 설문지를 제작하여, 진동에 대한 피험자들의 느낌을 조사하였다. 실험결과를 주파수에 따른 지각임계가속도로 평가하였다. 그리고, 인간의 수평진동지각에 대해 감각적요소 즉 시각적, 청각적요소가 얼만큼 영향을 주는지 정량적으로 평가하였다. In this paper, threshold of motion perception for horizontal vibration was estimated by one-dimensional shaking table. After investigating preceding studies in foreign countries, a suitable course of experiments was organized. We used one-dimensional shaking table for horizontal vibration tests, and a vibration house made similar to a living space was made. Experimental results were recorded by increasing acceleration in the range of 0.2Hz through 1.2Hz of frequency after organized into five experimental groups, each of which was composed of eight persons. We obtained performance curves by dividing the distribution of perception from horizontal vibration tests into the range of 0~20%, 21~40%, 41~60%, 61~80%, 81~100% and then fitting curves. Also we made questionnaire based on human comfort criteria of foreign countries, and examined the feeling of subjects. From the results of horizontal vibration tests, it was found that acceleration of perception was low when frequency was high, and that visual and auditory senses affects the human perception for horizontal vibration.

기술초대석 - 건축물 캐노피에 작용하는 풍하중의 산정

조강표,홍성일,김무환,Jo, Gang-Pyo,Hong, Seong-Il,Kim, Mu-Hwan 한국건축구조기술사회 2009 건축구조 Vol.16 No.3

초고층 건축물의 진동사용성 평가기준의 검토 및 고찰

조강표,홍성일 한국풍공학회 2006 한국풍공학회지 Vol.10 No.1

This paper presents review on human comfort criteria in major codes and standards for tall buildings. In general, human comfort criteria of tall buildings have been used by magnitude of wind-induced acceleration response. Two different indexes in determination of the magnitude have been used: the peak value which occurs during a period of time and the rms value averaged over this same period. These distinctive acceleration indexes are discussed in detail and each criterium was reviewed and compared. The distinctions arisen because of the different wave forms, or acceleration signatures were addressed. It is described that which index of acceleration should be adopted in establishment of Korean human comfort criteria. In addition, some arguments from a technical standpoint that favor the use of each index are presented. 본 논문에서는 세계적으로 널리 사용되어지고 있는 초고층 건축물의 진동사용성 평가기준이 검토되었다. 초고층 건축물의 진동에 대한 사용성 평가기준은 바람에 의한 초고층 건축물의 가속도 응답의 크기로 나타내는 것이 일반적이다. 건축물의 가속도의 응답의 크기를 산정함에 있어서 두 가지의 서로 다른 척도, 즉 최대가속도 또는 RMS가속도를 각 기준에서 채택하고 있는데 이에 대한 상이점을 토의하고 각 국의 진동사용성 평가기준을 고찰함으로써 우리나라에는 어떤 진동사용성 평가기준이 적합한가에 대한 논의를 시작하고자 하였다. 그리고 건축물의 각기 다른 응답을 조사하여 최대가속도와 RMS가속도와 관계를 면밀히 검토하고 각각에 대해 기술적인 논거를 기술하였다.

CFD 해석에 의한 산악지형의 풍속할증 영향에 관한 연구

조강표,정승환,박강근 한국풍공학회 2008 한국풍공학회지 Vol.12 No.3

Wind speed-up effects due to topography for isolated three-dimensional hills are investigated by performing computational fluid dynamics (CFD) analysis. In the CFD analysis, four hill models having four different slopes are taken into account, and topographic factors for three-dimensional hills are estimated for the along-wind and crosswind directions. Also, the results of the CFD analysis about wind speed-up are compared with those from not only the wind tunnel experiment, but also Korean and international standards. In the CFD analysis, very large wind speed-up occurred near the crest of a hill, and wind speed increased about 48% to 56%. At various locations on the hillside and at the foot of a hill in along-wind direction, wind speed increased slightly or decreased, however at the same levels in the crosswind direction, wind speed increased. In the crosswind direction, the wind speed increased about 31% to 50% on the hillside at the mid-height of a hill, and about 19% to 27% at the foot of a hill. In the study, the difference between topographic factors obtained from the CFD analysis and those from the wind tunnel experiment ranged approximately from 3% to 8%, and the effect of topography on wind speed-up near the foot of a hill in the crosswind direction was not negligible.

3차원 산악지형의 풍속할증계수에 대한 재고찰

조강표,홍성일,조기성 대한건축학회 2007 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.23 No.1

This paper is a study at an early stage on topographic effects over 3-D hills. It aims at reviewing on topographic factors of worldwide major codes and standards, such as ASCE-7-02, AS/NZS 1170.2:2002, ISO4354(1997), and KBC(2005), which were established in each country considering its actual circumstances. Topographic factors from major codes and standards were compared each other for the same hill. Wind-tunnel experiments for a topographic model were performed topographic effects over 3-D hills and to compare the results from major codes and standards. The model employed for comparison has the slope of 16.7°. In this study, topographic factors were obtained from wind tunnel tests. In the case of the slope of 16.7°, the topographic factor on the top of hill was 1.8. It was found that wind velocity increased by 20% at locations which lie beyond the effective range of topographic effects shown in the major codes and standards. Affected area from the experiment is wider than that from KBC(2005)

풍동실험시 소형 풍력발전기의 단면 폐쇄효과

조강표,정승환,창인태 한국풍공학회 2012 한국풍공학회지 Vol.16 No.3

In the paper, the blockage effect was considered for two vertical axis wind turbines, each of which had 0.8m and 1.5m as a blade length, and a horizontal axis wind turbine, of which blade length was 0.74m, to obtain power from the power performance testing of both vertical axis and horizontal axis wind turbines in a wind tunnel. As wind velocity increased, the power of two vertical axis wind turbines having different blade lengths and a horizontal axis wind turbine were measured and adjusted using blockage factors due to the blockage effect. For the vertical axis wind turbine having the blade length of 0.8m, the relationships between RPM and the blockage factor were nearly the same for wind velocity of 5m/s, 8m/s and 10m/s. The blockage factor for the vertical axis wind turbine having the blade length of 0.8m ranged from 0.91 to 0.88 as RPM increased, and the blockage factor for the vertical axis wind turbine having the blade length of 1.5m ranged from 0.85 to 0.82 as RPM increased. Also the blockage factor for the horizontal axis wind turbine having the blade length of 0.74m ranged from 0.84 to 0.77 as RPM increased. It was confirmed from the study that the larger the swept area of the vertical axis wind turbine in a wind tunnel was, the smaller the blockage factor was. 본 논문에서는 풍동에서 수행되는 날개 길이가 0.8m와 1.5m인 두 수직축형 풍력발전기 및 날개 길이가 0.74m인 수평축형 풍력발전기의 성능평가시험으로부터 출력량을 얻기 위하여 수직축형 풍력발전기 및 수평축형 풍력발전기의 폐쇄효과를 고려하였다. 풍속이 증가함에 따라 서로 다른 날개 길이를 갖는 두 수직축형 풍력발전기 및 수평축형 풍력발전기의 출력량을 측정하였고 폐쇄효과에 기인한 폐쇄계수를 사용하여 출력량을 보정하였다. 날개 길이가 0.8m인 수직축형 풍력발전기에 대해 RPM과 폐쇄계수 사이의 관계는 풍속이 5m/s, 8m/s 및 10m/s일 때 거의 동일하였다. 날개 길이가 0.8m인 수직축형 풍력발전기에 대한 폐쇄계수는 RPM이 증가함에 따라 0.91에서 0.88의 범위에 있었고, 날개 길이가 1.5m인 수직축형 풍력발전기에 대한 폐쇄계수는 RPM이 증가함에 따라 0.85에서 0.82의 범위에 있었다. 또한 날개 길이가 0.74m인 수평축형 풍력발전기에 대한 폐쇄계수는 RPM이 증가함에 따라 0.84에서 0.77의 범위에 있었다. 본 연구를 통해 풍동에서 수직축형 풍력발전기의 회전자 면적이 클수록 폐쇄계수는 작아진다는 것을 확인할 수 있었다.

3차원 산악지형의 풍속할증영향에 관한 연구

조강표,홍성일,조기성 한국풍공학회 2006 한국풍공학회지 Vol.10 No.2

본 논문에서는 풍동실험을 수행하여 3차원 산악지형에서의 풍속할증현상을 정량적으로 평가하고자 한다. 풍동실험을 수행하기 위하여 건축구조설계기준에서 분류하고 있는 기울기에 준하여 다음의 5.71°, 11.31°, 16.70°, 21.80°, 26.57° 의 각각 다른 경사를 가진 5가지 산악지형모형을 제작하였다. 풍동실험결과 다양한 위치에서의 풍속할증계수를 산정할 수 있었다. 풍동실험결과를 바탕으로 풍속할증영역을 산정해 보면 수평거리의 영역은 산의 전지역, 수직거리의 영역은 산의 높이의 3.5배로 산정하였다. KBC(2005)의 풍속할증계수와 실험으로 얻은 풍속할증계수의 최대값을 비교한 결과 5.71°의 경사에서 실험값이 30%정도 크게 평가되었다. 실험결과를 바탕으로 산정한 풍속할증영역은 수평거리의 경우 5.71°~16.70°의 경사에서 KBC(2005)의 풍속할증적용범위를 넘어섰고, 수직거리의 경우 5.71°를 제외한 나머지 경사에서 KBC(2005)의 풍속할증적용범위를 넘는 것으로 확인되었다. In this paper, topographic factors over 3-dimensional hills were estimated through wind tunnel tests. Topographic models having five different slopes of 5.71°, 11.31°, 16.70°, 21.80°, and 26.57°, which were based on Korean Building Code(KBC(2005), were made for wind tunnel tests. From the result of wind tunnel tests, topographic factors over 3-dimensional hills were obtained at various locations, and the ranges of topographic effects were decided. The values of topographic factors obtained from the experiment were larger than those of KBC(2005) by 30% on the topographic model having the slope of 5.71°. In the case of the range of horizontal direction, the range of topographic effects from wind tunnel tests exceeded that of KBC(2005) for three slopes, 5,71°, 11.31°, and 16.70°, and in the case of the range of vertical direction, the range exceeded that of KBC(2005) for four slopes, except 5.71°.