건축구조물의 진동제어 기술개발에 관한 연구(연차) : (A Study on the Development of Vibration Control Technology for Building Structures)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The first purpose of this study is to analyze vibration control devices and methods which can secure the safety of buildings and reduce human discomfort against excessive vibration caused by lateral loads such as earthquake and wind. The second purpose is to propose practical ways of implementation of them to real building structures. Research on passive vibration control methods and active vibration control methods were carried out simultaneously, As passive vibration control methods, tuned mass damper(TMD) and tuned liquid damper(TLD) were selected and optimal damping variables were derived through the investigation of effects of their dynamic characteristics on the vibration control of structures. More effective vibration control methods in real situation were studied by the experiment and the comparison of their results with analytic results. About active vibration control method, the investigation of existing control algorithms and transmission methods of power were carried out for the purpose of conversion into or development of the algorithm appropriate to building structures. Also, a survey of general problems occurring in the experiments necessary for the verification of the reliability of active vibration control methods were carried out.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 지진, 바람과 같은 외부의 동적하중에 의한 고층 건물의 과도한 진동에 대하여 건물의 안정성을 확보하고, 거주자의 불쾌감을 저감시킬수 있는 인위적인 제진방법 및 장치에 대하여 분석하고 실험을 통하여 실제 건물에 실용화할 수 방안을 검토, 제시하기 위하여 수행하였다. 제진방법으로는 동조질량감쇠기(TMD)와 동조액체감쇠기(TLD)를 사용하였으며 이들의 동 특성이 구조물의 제진에 미치는 영향을 파악하여 최적 감쇠 변수를 구하였다. 이와 같이 얻어진 제진방법을 실험을 통하여 검증하고 그 결과를 해석결과와 비교분석하므로써 실제 상황에서 더욱 효과적인 진동제어가 이루어지는 활용방안을 제시하였다. 능동형 제진방법연구에서는 기존의 제어 알고리듬과 동력원의 전달방식을 조사, 분석하여 추후 건축구조물에 적합한 알고리듬으로의 변형 및 개발에 활용되도록 하였다. 또한 능동제진 방법의 신뢰성검증에 필수적인 제어실험을 위하여 소요되는 제반문제들에 대한 기초조사를 수행하였다. 이와 같은 제진 기술을 종합하여 국내 고유의 핵심기술을 확보하여 실용성 뿐만 아니라 국내 건설사의 국제 경쟁력에 도움이 되는 방안을 제시하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 연구개요
• 1.1 서론
• 1.2 연구목표 및 내용
• 1.3 각 연구기관별 세부과제
• 1.4 연구 추진 방법
• 1.5 연구원 체계
• 2. 능동제어시스템에 관한 연구
• 2.1 연구의 목표 및 내용
• 2.2 능동제어
• 2.3 동력기와 센서의 최적위치
• 2.4 비선형제어를 이용한 구조물의 에너지 제한 알고리듬
• 2.5 불확실성 요소를 가지는 구조물의 진동제어
• 2.6 결론 및 추후 연구 계획
• 3. 수동 진동제어의 성능연구와 TMD 모형설정 및 실험연구
• 3.1 건물과 감쇠기의 진동특성
• 3.2 건물과 감쇠기의 수치해석
• 3.3 진동대 설계 및 제작
• 3.4 건물모형 및 감쇠기의 설계 및 제작
• 3.5 실험 및 분석
• 3.6 결론 및 향후 추진 계획
• 4. TLD 모형설정 및 실험적 연구
• 4.1 서론
• 4.2 물표면 거동의 이론적 기술
• 4.3 액체 거동 변수의 실험적 분석
• 4.4 구조해석 프로그램의 개발
• 4.5 연구결과
• 5. 종합
• 5.1 맺음말
• 5.2 1차년도 연구결과 및 2차년도 연구계획
• 6. 참고 문헌
• [부록]
• 부록A 진동제어 시스템 조사를 위한 해외 견학
• 부록B 국제 초청 전문가