풍향에 따른 풍압적분법의 유효성 검증에 관한 연구
A Study on the Validity for Pressure Integration Method to Analyze Force Based Upon Wind Direction
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초록
현행의 비정형 건축물과 고층 건축물의 풍하중 평가방법은 건축물의 진동모드로 선형모드를 사용하고, 1자유도 해석을 수행하기 때문에 고차모드 및 다자유도 해석에는 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 방법은 풍압적분법이다. 풍압적분법은 층별 풍력을 산출하는 방법으로 비정형 및 다자유도 해석을 가능하게 한다. 하지만 풍압적분법에 의해 다자유도 해석을 수행할 경우 그 유효성을 직접적으로 검증할 수 있는 방법이 없다. 따라서 선행연구에서는 풍압적분법의 유효성을 검증하기 위해 건축물의 진동모드로 선형모드를 선택하여 하나의 풍향에 대한 풍압적분법과 기존의 풍동실험방법(풍력실험, 공력진동실험)에 의해 산출된 풍응답을 비교하였고, 그 결과 각 실험에 의한 풍응답이 모두 유사하게 나타났다. 선행연구결과는 하나의 풍향에 대한 결과이므로, 본 연구에서는 풍압적분법의 적용성을 높이기 위해 풍향변화에 따른 풍압적분법의 유효성 검증연구를 수행하였다. 그 검증대상은 풍력실험에 의해 산출된 풍응답과 비교하였다.
Abstract
It is difficult to evaluate wind load of irregular shaped buildings and tall buildings by using multiple degrees of freedom. Because, in general wind loads of those were estimated based on the first mode of vibration. These problems can be solved by using the Pressure Integral Method (PIM). The PIM is a method to estimate wind force of floors and it can be able to analyze wind load of irregular buildings and multiple degrees of freedom. However, If analysis of multiple degrees of freedom has been done by using PIM, there is no way to directly test the validity of a PIM. In prior studies to validate the PIM analysis for a wind direction, the linear mode was adopted as the vibration mode of the building. The results of the PIM analysis were then compared to existing wind tunnel tests (High Frequency Force Balance, and the Aeroelastic Model Test). As the results of these studies, it shows that the linear responses using PIM and the other methods were similar. However, the validation of PIM in according to variation of wind directions has not been investigated. Thus, this study is to verify the validity of PIM for wind directions. The results of PIM were compared to those of High Frequency Force Balance test.
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