동적풍하중의 국부 평탄 스펙트럼 특성을 반영한 구조물의 감쇠비 식별
Damping Identification of a Structure Based on Local Flatness Spectrum of Dynamic Wind Load
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초록
구조물의 감쇠비는 내풍성능을 평가하는 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 구조물의 실제 감쇠비는 대부분 계측된 응답을 기반으로 시스템 식별기술에 의하여 이루어진다. 그러나 예측된 감쇠비는 계측조건, 계측시간 및 시스템 식별기술에 따라 오차를 보이는등 불확실성을 가지고 있다. 본 연구에서는 기 개발된 가상 동적진동기(Virtual Dynamic shaker)에 주요 개념으로 사용되었던 외부하중 스펙트럼의 전체 평탄성을 국부 평탄성으로 개념을 확대하여 감쇠비 추정을 보다 정교하게 하는 기법을 개발하였다. 국부 평탄성을 개념을 사용하여 감쇠비를 구하고자 하는 대상 모드의 고유진동수 부근에 적용함으로서 보다 정확하게 감쇠비 추정하는 기법을 다루었다. 본 개발된 기법을 검증하기 위하여 고층건물의 상시진동에 대하여 적용하였으며, 기존 시스템 식별법, 자유진동실험에 의한 결과와 비교 평가하였다. 그 결과 전체 평탄성을 가지는 개념에 비하여 국부평탄성을 가지는 VDS가 보다 정확하게 감쇠비를 추정하는 것을 보였다.
Abstract
The damping ratio of the structure is one of the most important factors for evaluating the wind performance. The actual damping ratio of a structure is usually estimated based on measured responses of a structure. However, the predicted damping ratio has uncertainties due to measurement conditions, measurement time, and system identification techniques. In this study, a technique was developed to refine the damping ratio estimation by expanding the concept of the global flatness of the external load spectrum, which was used as the main concept in the previously developed virtual dynamic shaker, to local flatness. The method of estimating the damping ratio more precisely by applying the local flatness around the natural frequency of the target mode to obtain the damping ratio has been dealt with. In order to verify the proposed technique, local flatness VDS was applied to ambient vibration measured from high-rise building and compared with the result of free vibration test and conventional system identification technique. From the validation result, it is shown that the VDS with local flatness estimates the damping ratio more accurately than VDS with the concept of the global flatness.
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