건물의 가속도를 이용한 풍하중 산정기법 = A Estimation Method of Wind Load Using the Acceleration of Building

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, it was proposed that a estimation method of story wind load and modal wind load are extracted from the accelerations of a building structure using the Kalman filter. Filter gain of the Kalman filter is obtained by minimizing the performance index represented quadratic form of the error between the estimate state variable and state variable. The story wind load is correctly predicted only in the story which the accelerometer is installed. It means that accelerometers as many as the degree of freedom of structure are needed to know all story wind load. However first lower modal wind loads can be reliably estimated from the acceleration far less than the number of the story. The proposed method is verified thorough numerical analysis, and results show that the proposed method is robust and estimates the wind loads accurately

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 칼만필터를 이용하여 구조물의 가속도로부터 각층 작용하는 풍하중과 저차의 모달풍하중을 산정하는 기법을 제안한다. 칼만 필터의 필터이득은 측정변수와 상태변수의 오차로 표현되는 목적함수를 최소화함으로서 얻어진다. 가속도계가 설치된 층에서의 풍하중만이 정확하게 예측되며 가속도를 알 수 없는 층의 풍하중은 실제 풍하중과 비교하여 많은 오차를 가지고 있는 것을 알 수 있다. 그러므로 모든층의 풍하중을 알기 위해서는 모든 층 가속도를 알아야 한다. 이에 비하여 모달 풍하중은 수개의 가속도만으로 구조물의 거동을 지배하는 저차 모드의 풍하중을 구할 수 있다. 본 논문에서 제안된 기법을 수치시뮬레이션을 통하여 검증한 결과 풍하중은 매우 정확하고 신뢰성있게 예측하는 것을 알 수 있다.

참고문헌 (Reference)

1 "“풍응답에 효과적인 초고층건물의 기본 형상에 관한 풍동실험 연구”" 6 (6): 167-177, 2002

2 "“ 고층건물에 작용하는 변동풍하중의 특성”" 4 (4): 109-115, 2000

3 "The Applicatin of Statistical Concepts to Wind Loading of Structures" 449-472, 1961

4 "State Variabel Methodes in Automatic Control" 1988

5 "Nonlinear System analysis and Identification from Random Data" 1990

6 "Journal of Structural Division Proceeding of ASCE" 11-34, 1967

7 "Journal of Structural Division Proceeding of ASCE" 1295-1313, 1968

8 "Generalized Inverse of Matrices and its Applications" 1971

9 "Dynamics of Structure" McGraw-Hill 1975