진동대 반력기초의 진동사용성 평가
The Vibration Comfort Evaluation of the Shaking Table Mass Foundation
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초록
최근 구조물의 사용성이 설계시 중요한 항목으로 대두되면서 구조물의 안전성 뿐만 아니라, 구조물 내 거주자 및 고가의 장비에도 영향을 주는 기계진동을 저감시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기계진동은 기초의 질량과 가진 질량의 비로 나타낼 수 있는 질량비에 의존하게 되는데, 이러한 질량비는 사용성 기준에서 제시한 구조물의 가속도 허용치 내에서 결정할 수 있다. 본 논문에서는 진동 사용성에 대한 문제를 해결하기 위해 수치적인 접근과 실제 구조물의 적용성을 검증하고, 대형 진동대 장비가 설치된 시설에 적용하여 실험한 해석적 연구를 바탕으로 인체진동특성에 대한 사용성을 평가함과 동시에 최적의 질량비를 확인하였다. 단자유도로 수치 해석한 결과값은 실제 구조물을 유한요소 해석한 결과와 잘 부합하여 Spring-Damper Model로 이상화하는 것이 유효한 것으로 판단되었다. 또한 ISO 2631 기준에서 제시한 사용성 한계인 0.8 m/sec^2과 비교한 결과, 실제 구조물의 자중을 고려한 진동대와 콘크리트 기초의 최적 질량비는 0.013이하여야 함을 확인하였고, 예제 실험 시설은 진동실험에 대해 적정질량비를 가지고 있음을 확인하였다.
Abstract
When designing building structures, dynamic serviceability is one of the most important items. Much research is being carried out on machine vibrations that affect inside residents and expensive equipment in the building structure. The vibration effect generally depends on the mass ratio, and an adequate mass ratio is determined by comparison with the serviceability limit according to the criteria. This study investigates the evaluation of vibration serviceability by using ISO 2631 to confirm the propriety of adequate mass ratios and it is verified that the application of a complicated FE model to model the real large shaking table facility with the mathematical model simulated as a SDOF system. The weighted RMS value is then compared with the comfort limit given by ISO 2631. As a result, the analysis of the numerical model is consistent with analysis of the FE model. Moreover, it is found that the adequate mass ratio of the concrete foundation and shake table, considering the self-weight of the real facility, should be less than 0.013. It is also confirm that the sample facility is satisfies the requirement of an adequate mass ratio.
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