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트윈 빌딩의 적합 직교 분해 기법을 이용한 풍하중 및 풍응답 평가
김법렬 한국전산구조공학회 2018 한국전산구조공학회논문집 Vol.31 No.6
트윈 빌딩의 풍하중의 특성과 구조적 특성은 일반 고층건물보다 복잡하다. 이러한 특성을 조사하기 위해서 풍동실험을 통해서 트윈 빌딩의 풍압을 계측하였다. 계측된 데이터와 적합 직교 분해 기법을 이용하여 풍압의 패턴을 파악하였다. 1차 모드에서는 채널링 효과가 2차 모드에서는 와류 효과가 나타났다. 또한, 두 빌딩의 하중의 상관관계를 파악하였는데, 풍 방향 하중은 양의 상관관계를 가지며, 풍 직각 방향의 하중은 명확한 상관관계가 나타나지 않았다. 이러한 상관관계는 횡 방향 변위에도 영향을 미쳤다. 양의 상관관계를 가지면 트윈 빌딩을 연결하는 구조부재의 영향이 적게 작용한 반면에 음의 상관관계를 가지면 연결 구조부재의 영향이 횡 방향의 변위를 줄이는데 큰 영향을 미치게 되었다. The wind load and structural characteristics of a twin building are more complex than those of conventional high-rise buildings. The pressure load due to wind on a twin building was therefore measured via wind tunnel experiments to analyze such characteristics. The wind pressure pattern was then deduced from measured data using proper orthogonal decomposition. Channeling and vortex shedding were observed in the first and second modes, respectively. The along-wind loads on the two buildings featured a positive correlation and the cross-wind loads featured no correlation. Such a correlation affected the wind-induced displacement. The structural member connecting the two buildings had an insignificant effect on the positive correlation, but it notably reduced the wind-induced displacement with a negative correlation.
김법렬 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.1
The wind responses of twin buildings are determined by the characteristics of wind loads and the dynamic characteristics of the structural systems of the buildings. In this study, the characteristics of wind pressure that influence wind responses were identified for two different spacings between the twin buildings using a wind tunnel test and the proper orthogonal decomposition (POD) method. Structural dynamic characteristics were also identified using 3D structural system modeling. The double modal transformation method was utilized to evaluate the characteristics of wind pressure for across-wind and along-wind conditions and the effect of the dynamic characteristics of each structure on the wind responses . The channeling and vortex effects were identified through the POD method. Across-wind loads were significantly affected by the spacings between the twin buildings, whereas along-wind loads were minimally affected. Similarly, while using the double modal transformation method, a significant difference was noticed in case of the cross-participation coefficients in the across-wind direction condition for the different spacings between the buildings; however, the along-wind direction condition showed negligible difference. Therefore, the spacing between the two buildings plays a more important role in across-wind responses compared to along-wind responses. 트윈 빌딩의 풍응답은 풍하중의 공력 특성과 트윈 빌딩 구조 시스템의 동적 특성에 영향을 받는다. 본 논문에서는 트윈 빌딩의 두 빌딩의 간격이 다른 두 경우에 대해서 풍응답에 영향을 주는 풍압의 특성을 풍동 실험과 적합 직교 분해 기법을 이용해 파악하고, 3차원 구조 시스템 모델링을 통해 동특성을 파악하였다. 그리고 이중 모달 변환 기법을 이용해서 각 풍압의 특성과 구조물의 동특성이 풍응답에 미치는 영향을 파악하였다. 적합 직교 분해 기법을 통해서 채널링과 와류 효과에 대해서 파악할 수 있었다. 풍 직각 뱡향의 풍하중은 두 빌딩의 간격에 영향을 많이 받았으며, 풍 방향의 풍하중은 간격에 영향을 적게 받았다. 마찬가지로, 이중 모달 변환 기법에서 교차 참여 계수는 풍 직각 방향에서는 두 빌딩의 간격에 따라 크게 달라진 반면, 풍 방향은 영향이 적었다. 이에 따라 두 빌딩의 간격이 풍 방향의 풍응답 보다 풍 직각 뱡향의 풍응답에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.
인공신경망 기반 건물 구조물 식별을 통한 모니터링센서 설치 개수 및 위치 선정
김법렬,최세운,Kim, Bub-Ryur,Choi, Se-Woon 한국전산구조공학회 2020 한국전산구조공학회논문집 Vol.33 No.5
본 연구에서는 인공신경망을 이용해 건물 구조물의 가속도계 설치 위치 및 개수를 선정하는 방법을 제안한다. 인공신경망의 입력층에는 층에 설치되는 가속도계로부터 얻는 가속도이력데이터가 입력되며, 출력층에는 구조물을 정의하는 각 층의 질량과 강성 값을 출력하도록 신경망을 구성한다. 가속도계의 설치 위치 및 개수를 선정하기 위해 여러 설치 시나리오를 가정하고 훈련을 통해 인공신경망을 구한다. 훈련에 사용되지 않은 예제를 이용해 예측 성능을 비교하였다. 센서 개수 및 위치에 따른 예측 성능을 비교하여 설치위치 및 개수를 선정한다. 6층과 10층 예제 적용을 통해 제안하는 방법을 검증하였다. In this study, a method for selection of the location and number of monitoring sensors in a building structure using artificial neural networks is proposed. The acceleration-history values obtained from the installed accelerometers are defined as the input values, and the mass and stiffness values of each story in a building structure are defined as the output values. To select the installation location and number of accelerometers, several installation scenarios are assumed, artificial neural networks are obtained, and the prediction performance is compared. The installation location and number of sensors are selected based on the prediction accuracy obtained in this study. The proposed method is verified by applying it to 6- and 10-story structure examples.
GPS 신호 수신 주기에 따른 건물의 동특성 계측 정밀도
김법렬 ( Kim Bub-ryur ),홍정범 ( Hong Jeon-beom ),이홍민 ( Lee Hong-min ),박효선 ( Park Hyo Seon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2009 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.13 No.1
In this paper, the feasibility of a measurement technique for wind-induced acceleration level of building structures using GPS is tested. For this purpose, natural frequency and acceleration level of test model in free vibration are evaluated by comparing dynamic responses obatined from accelerometers with responses measured from GPS. Acceleration histories with sampling frequencies of GPS signals from 5 Hz to 20 Hz are used in the comparison.
GPS 신호 수신 주기에 따른 건물의 동특성 계측 정밀도
김법렬(Kim, Bub-Ryur),홍정범(Hong, Jeon-Beom),이홍민(Lee, Hong-Min),박효선(Park, Hyo Seon) 한국구조물진단유지관리학회 2009 한국구조물진단학회 학술발표회논문집 Vol.2009 No.1
In this paper, the feasibility of a measurement technique for wind-induced acceleration level of building structures using GPS is tested. For this purpose, natural frequency and acceleration level of test model in free vibration are evaluated by comparing dynamic responses obatined from accelerometers with responses measured from GPS. Acceleration histories with sampling frequencies of GPS signals from 5 Hz to 20 Hz are used in the comparison.
2D 레이저 스캐너를 적용한 건축 구조물의 동특성 계측
김법렬 ( Kim Bub-ryur ),이홍민 ( Lee Hong-min ),이임평 ( Lee Im-pyeong ),박효선 ( Park Hyo Seon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2009 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.13 No.2
In this paper, the feasibility of a measurement technique for wind-induced acceleration level of building structures using 2D laser scanner is tested. For this purpose, natural frequency and acceleration level of test model in free vibration are evaluated by comparing dynamic responses obatined from accelerometers with responses measured from 2D laser scanner.
2D 레이저 스캐너를 적용한 건축 구조물의 동특성 계측
김법렬(Kim, Bub-Ryur),이홍민(Lee, Hong-Min),이임평(Lee, Im-Pyeong),박효선(Park, Hyo Seon) 한국구조물진단유지관리학회 2009 한국구조물진단학회 학술발표회논문집 Vol.2009 No.2
In this paper, the feasibility of a measurement technique for wind-induced acceleration level of building structures using 2D laser scanner is tested. For this purpose, natural frequency and acceleration level of test model in free vibration are evaluated by comparing dynamic responses obatined from accelerometers with responses measured from 2D laser scanner.
20㎐ 수신주기의 GPS를 이용한 다자유도 구조체의 동특성 계측
김법렬(Kim Bub-Ryur),이홍민(Lee Hong-Min),박효선(Park Hyo Seon) 대한건축학회 2009 대한건축학회 학술발표대회 논문집 - 계획계/구조계 Vol.29 No.1(구조계)
Safety and serviceability of high-rise buildings subjected to wind loads are evaluated in terms of two types of structural responses : maximum lateral displacement and acceleration can be level. A number of researchers have used GPS with relatively lower sampling frequencies to measure structural responses of high-rise buildings. In the researches, The effect of sampling frequencies of GPS on the measurement of structural responses are neglected. In this paper, the measured structural responses from conventional techniques using laser displacement meter sensor and accelerometer sensor and GPS with sampling frequency of 20Hz are compared.