Mobile QR Code QR CODE : Journal of the Korean Society of Civil Engineers

  1. ν•œκ΅­ν•΄μ–‘κ³Όν•™κΈ°μˆ μ› μ—°μ•ˆκ°œλ°œμ—°κ΅¬μ„Όν„° μ—°μˆ˜μ—°κ΅¬μ› (Korea Institute of Ocean Science Technology)
  2. ν•œκ΅­ν•΄μ–‘κ³Όν•™κΈ°μˆ μ› μ—°μ•ˆκ°œλ°œμ—°κ΅¬μ„Όν„° μ±…μž„μ—°κ΅¬μ› (Korea Institute of Ocean Science Technology)
  3. λΆκ²½κ΅ν†΅λŒ€ν•™ ν† λͺ©κ³΅ν•™κ³Ό ꡐ수 (Beijing Jiaotong University)


곡λ ₯감쇠, ꡬ쑰감쇠, Random Decrement Technique, 초고측건물, 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜, ν’λ™μ‹€ν—˜
Aerodynamic damping, Structural damping, Random decrement technique, Super tall building, Aeroelastic model test, Wind tunnel test

  • 1. μ„œ λ‘ 

  • 2. ν’λ™μ‹€ν—˜

  •   2.1 μžμ—°ν’μ˜ λͺ¨μ‚¬ 및 μ‹€ν—˜κ°œμš”

  •   2.2 풍λ ₯μ‹€ν—˜(High-Frequency Force Balance Test)

  •   2.3 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜(Rocking Vibration Model Test)

  •   2.4 ꡬ쑰물의 λ™νŠΉμ„± 평가

  •   2.5 곡λ ₯κ°μ‡ μ˜ 평가

  • 3. μ‹€ν—˜κ²°κ³Ό 및 κ³ μ°°

  •   3.1 RD법 μ μš©μ„ μœ„ν•œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμˆ˜μ˜ 영ν–₯

  •   3.2 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ 풍ν–₯의 영ν–₯

  •   3.3 λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡 νŠΉμ„±

  •   3.4 초기 쑰건 변화에 λ”°λ₯Έ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ νŠΉμ„±

  • 4. κ²° λ‘ 

1. μ„œ λ‘ 

λ‹€λ…„κ°„μ˜ 경제 λΆˆν™©μ—λ„ λΆˆκ΅¬ν•˜κ³ , μš°λ¦¬λ‚˜λΌλ₯Ό ν¬ν•¨ν•œ 세계 μ—¬λŸ¬ λ„μ‹œλ“€μ€ λ„μ‹œ 경쟁λ ₯ 강화와 이미지 ν–₯상을 μœ„ν•΄ 초고측 건물을 μ§€μ†μ μœΌλ‘œ κ±΄μ„€ν•˜κ³  μžˆλ‹€. μ΄λŸ¬ν•œ 초고측건물의 경우, 풍방ν–₯ 응닡보닀 풍직각방ν–₯ 응닡이 μ§€λ°°μ μ΄λΌλŠ” 사싀은 이미 널리 μ•Œλ €μ§„ μ‚¬μ‹€λ‘œ, 초고측 ν”„λ‘œμ νŠΈμ— μžˆμ–΄μ„œ μ΅œμš°μ„ μ μœΌλ‘œ κ²€ν† ν•΄μ•Ό ν•  인자라고 ν•  수 μžˆλ‹€(Tanaka et al., 2012). Tanaka et al. (2012)λŠ” λ‹€μ–‘ν•œ ν˜•μƒμ„ 가진 μŠ€λ¬Όμ—¬λŸκ°œμ˜ μ΄ˆκ³ μΈ΅κ±΄λ¬Όμ— λŒ€ν•΄ 풍λ ₯μ‹€ν—˜κ³Ό ν’μ••μ‹€ν—˜μ„ μˆ˜ν–‰ν•˜μ—¬ 풍λ ₯(평균 및 변동풍λ ₯κ³„μˆ˜, μŠ€νŽ™νŠΈλŸΌ λ“±)κ³Ό ν’μ••λΆ„ν¬μ˜ νŠΉμ„±μ— λŒ€ν•΄ 비ꡐ·뢄석 ν•˜μ˜€λ‹€. μ‹€ν—˜κ²°κ³Ό λ‚˜μ„ ν˜•(Helical shape)κ³Ό λ³΅ν•©ν˜•(Composite shape)의 초고측건물이 ν‰κ· ν’ν•˜μ€‘λΏλ§Œ μ•„λ‹ˆλΌ λ³€λ™ν’ν•˜μ€‘μ˜ 저감 νš¨κ³Όμ— μžˆμ–΄ 맀우 효과적인 κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€. κ·ΈλŸ¬λ‚˜ Tanaka et al. (2011)의 연ꡬ결과에 μ˜ν•˜λ©΄ λ³΅ν•©ν˜• 초고측건물의 경우, 비둝 ν’ν•˜μ€‘ 및 λ³€μœ„μ‘λ‹΅μ€ μ •ν˜•μ μΈ μ •λ°©ν˜• μ΄ˆκ³ μΈ΅κ±΄λ¬Όμ— λΉ„ν•΄ μž‘κ²Œ 평가될지라도, κ±°μ£Όμ„±λŠ₯ κ΄€μ μ—μ„œ μ€‘μš”ν•œ 인자인 가속도 응닡은 μ •λ°©ν˜• 건물의 가속도 응닡과 비ꡐ해 λ†’κ²Œ ν‰κ°€λ˜μ—ˆλ‹€. ν•œνŽΈ, 초고측건물의 풍직각방ν–₯ 응닡 평가에 μžˆμ–΄, 곡λ ₯감쇠(Aerodynamic damping)λŠ” 맀우 μ€‘μš”ν•œ 인자 쀑에 ν•˜λ‚˜μ΄λ‹€(Marukawa et al., 1996). 특히 μ •λ°©ν˜• 초고측건물의 경우, 무차원풍속이 증가함에 따라, 곡λ ₯κ°μ‡ λŠ” 음(-)의 값을 κ°–κ²Œ 되며, ꡬ쑰물의 전체감쇠가 μž‘μ•„μ§€λ©΄μ„œ 풍직각방ν–₯의 응닡이 κΈ‰κ²©νžˆ μ»€μ§€λŠ” ν˜„μƒμ΄ λ°œμƒν•œλ‹€. λͺ‡λͺ‡ μ„ ν–‰ μ—°κ΅¬μ—μ„œλŠ” ν’μ§„λ™μ‹€ν—˜(Aeroelastic model test)을 μ΄μš©ν•˜μ—¬ 곡λ ₯κ°μ‡ μ˜ νŠΉμ„±μ— κ΄€ν•œ 연ꡬ도 μžˆμ§€λ§Œ λŒ€λΆ€λΆ„μ€ μ •ν˜•μ μΈ μ •λ°©ν˜•/μž₯λ°©ν˜• λ˜λŠ” ν…Œμ΄νΌν˜•(Tapered shape) 초고측건물 λ˜λŠ” μž₯λŒ€κ΅λŸ‰μ„ λŒ€μƒμœΌλ‘œ 연ꡬ가 μ§„ν–‰λ˜μ—ˆλ‹€(Huang et al., 2013; Lee et al., 2016; Marukawa et al., 1996; Quan et al., 2005; Watanabe et al., 1997). κ·ΈλŸ¬λ‚˜ λ³΅μž‘ν•œ ν˜•μƒμ„ κ°–λŠ” 초고측건물의 곡λ ₯감쇠에 κ΄€ν•œ μ—°κ΅¬λŠ” 찾아보기 νž˜λ“€λ©°, λ˜ν•œ ν˜•μƒλΉ„(H/(BD)0.5)κ°€ 8μ΄μƒμ˜ μ΄ˆκ³ μΈ΅κ±΄λ¬Όμ— λŒ€ν•œ 곡λ ₯감쇠에 κ΄€ν•œ μ—°κ΅¬λŠ” 극히 λ“œλ¬Όλ‹€(Kim, 2014; Kim et al., 2016).

특히, Kim et al. (2016)의 μ—°κ΅¬μ—μ„œλ„ 180Β° λ‚˜μ„ ν˜•(Helical 180Β°) μ΄ˆκ³ μΈ΅κ±΄μΆ•λ¬Όμ˜ 곡λ ₯감쇠 νŠΉμ„±μ— λŒ€ν•΄ μ‘°μ‚¬ν•˜μ˜€μ§€λ§Œ μ „λ°˜μ μΈ λ‚΄μš©μ€ 초고측건물의 곡λ ₯λΆˆμ•ˆμ •μ„± 진동 νŠΉμ„±μ„ 닀루고 μžˆλ‹€. λ”°λΌμ„œ λ³Έ λ…Όλ¬Έμ—μ„œλŠ” Kim et al. (2016)의 μ—°κ΅¬λ‚΄μš©μ„ ν† λŒ€λ‘œ 180Β° λ‚˜μ„ ν˜• 초고측건물의 곡λ ₯감쇠 νŠΉμ„±μ„ λ©΄λ°€νžˆ λΆ„μ„ν•˜κ³ μž ν•˜λ©°, 곡λ ₯감쇠λ₯Ό μΆ”μ •ν•  λ•Œ μ‚¬μš©λœ RD법(Random decrement technique)의 적용 방법과 RD νŒŒν˜•μ„ 좔정함에 μžˆμ–΄ μ‚¬μš©λ˜λŠ” λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ 수 및 초기 쑰건 κ°’μ˜ λ³€ν™”κ°€ 곡λ ₯감쇠에 μ–΄λ–€ 영ν–₯을 λ―ΈμΉ˜λŠ”μ§€ μ‘°μ‚¬ν•˜μ˜€λ‹€. λ˜ν•œ 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜κ³Ό 풍λ ₯μ‹€ν—˜μ—μ„œ 얻은 λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡 νŠΉμ„±μ„ λΉ„κ΅ν•˜μ—¬ 뢀가적 곡기λ ₯이 곡λ ₯감쇠에 μ–΄λ–€ 영ν–₯을 λ―ΈμΉ˜λŠ”μ§€ μ‘°μ‚¬ν•˜μ˜€λ‹€.

2. ν’λ™μ‹€ν—˜

2.1 μžμ—°ν’μ˜ λͺ¨μ‚¬ 및 μ‹€ν—˜κ°œμš”

ν’λ™μ‹€ν—˜μ€ 일본 λ™κ²½κ³΅μ˜ˆλŒ€ν•™ ν’κ³΅ν•™μ—°κ΅¬μ†Œμ— μ†Œμž¬ν•œ λŒ€ν˜•κ²½κ³„μΈ΅ν’λ™(폭 2.2 m Γ— 높이 1.8 m, 길이 19 m)μ—μ„œ μˆ˜ν–‰λ˜μ—ˆλ‹€. 풍동 λ‚΄ κΈ°λ₯˜μ˜ 평균풍속과 λ‚œλ₯˜κ°•λ„μ˜ 연직뢄포 및 ν’μ†μ˜ νŒŒμ›ŒμŠ€νŽ™νŠΈλŸΌλ°€λ„λŠ” Fig. 1 에 λ‚˜νƒ€λ‚΄μ—ˆλ‹€. 건물 λ†’μ΄μ—μ„œμ˜ 평균풍속 및 λ‚œλ₯˜κ°•λ„λŠ” 각각 11.4 m/s와 12%이닀(Fig. 1(a)). μ‹€ν—˜μ—μ„œ κ³„μΈ‘λœ λ³€λ™ν’μ†μ˜ νŒŒμ›ŒμŠ€νŽ™νŠΈλŸΌμ€ 칼만 μŠ€νŽ™νŠΈλŸΌ(Karman-Harris spectrum)κ³Ό 잘 μΌμΉ˜ν•˜λŠ” 것을 μ•Œ 수 μžˆλ‹€(Fig. 1(b)). 즉, λΆˆκ·œμΉ™μ μΈ λ‚œλ₯˜μ˜ 주기와 길이가 μΌμΉ˜ν•˜λŠ” 것을 μ˜λ―Έν•˜κΈ° λ•Œλ¬Έμ— 풍동 λ‚΄μ—μ„œ μžμ—°ν’μ˜ λͺ¨μ‚¬κ°€ 잘 λ˜μ—ˆμŒμ„ μ•Œ 수 μžˆλ‹€.

Fig. 1

Simulated Wind Parameters

Figure_KSCE_37_01_02_F1.jpg

2.2 풍λ ₯μ‹€ν—˜(High-Frequency Force Balance Test)

180Β° λ‚˜μ„ ν˜•λͺ¨ν˜•(μ΄ν•˜, Helical 180 λͺ¨ν˜•)κ³Ό μ •λ°©ν˜•λͺ¨ν˜•(μ΄ν•˜, Square λͺ¨ν˜•)의 진동에 μ˜ν•΄ λ°œμƒλ˜λŠ” 뢀가적 곡기λ ₯이 곡λ ₯감쇠에 μ–΄λ–€ 영ν–₯을 λ―ΈμΉ˜λŠ”μ§€ μ‘°μ‚¬ν•˜κΈ° μœ„ν•˜μ—¬ 풍λ ₯μ‹€ν—˜κ³Ό 곡λ ₯진동λͺ¨ν˜•μ‹€ν—˜μ„ μˆ˜ν–‰ν•˜μ˜€λ‹€. 풍λ ₯μ‹€ν—˜μ‹œ μ‹€ν—˜ν’ν–₯은 0Β°λ§Œμ„ κ³ λ €ν•˜μ˜€κ³ , μƒ˜ν”Œλ§ μ£ΌνŒŒμˆ˜λŠ” 1 kHz이닀. 변동풍λ ₯에 λŒ€ν•œ λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡은 Eq. (1)의 μŠ€νŽ™νŠΈλŸΌ λͺ¨λ“œ 해석(Spectral modal analysis)을 μ΄μš©ν•˜μ—¬ κ΅¬ν•˜μ˜€λ‹€.

PIC2E50.gif(1a)

PIC2F5B.gif (1b)

μ—¬κΈ°μ„œ, PIC2F8B.gifλŠ” ꡬ쑰감쇠비, PIC3018.gifλŠ” 풍λ ₯의 무차원 νŒŒμ›ŒμŠ€νŽ™νŠΈλŸΌλ°€λ„(Power spectral density), PIC3048.gifλŠ” 풍λ ₯의 ν‘œμ€€νŽΈμ°¨, PIC3097.gifλŠ” 기계적 μ–΄λ―Έλ“œν„΄μŠ€(Mechanical admittance)이며, Eq. (2)와 κ°™λ‹€.

PIC3154.gif (2)

PIC3184.gifλŠ” 무차원 μ§„λ™μˆ˜, BλŠ” 건물의 폭, PIC31B4.gifλŠ” 건물의 μ΅œμƒλΆ€μ—μ„œμ˜ 평균풍속이닀. 무차원 μ§„λ™μˆ˜μ— μ—­μˆ˜λ₯Ό μ·¨ν•˜λ©΄, Eq.(3)κ³Ό 같이 무차원 ν’μ†μœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚Ό 수 μžˆλ‹€.

PIC31E3.gif (3)

λ‹€μ‹œ 말해, Eq. (1)은 무차원 μ§„λ™μˆ˜μ˜ 값에 μ˜μ‘΄λ¨μ„ μ•Œ 수 있고, 무차원 μ§„λ™μˆ˜μ— 역을 μ·¨ν•˜λ©΄ 무차원 풍속에 λ”°λ₯Έ 변동 λ³€μœ„ 응닡을 얻을 수 μžˆλ‹€. λ”°λΌμ„œ ν•΄μ„μ‹œ 변동 λ³€μœ„ 응닡은 무차원 풍속 6μ—μ„œ 18κΉŒμ§€ κ³ λ €ν•˜μ—¬ ν‰κ°€ν•˜μ˜€λ‹€(Figs. 9 and 10 μ°Έμ‘°). 풍λ ₯ν•΄μ„μ‹œ 건물의 1μ°¨λͺ¨λ“œμ˜ κ³ μœ μ§„λ™μˆ˜λŠ” 0.1 Hz, μ „μ²΄κ°μ‡ μœ¨μ€ 0.5%와 2.0%λ₯Ό μ μš©ν•˜μ˜€κ³ , 진동λͺ¨λ“œν˜•μƒμ€ PIC3213.gif둜 κ°€μ •ν•˜μ˜€λ‹€.

2.3 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜(Rocking Vibration Model Test)

ꡬ쑰물의 곡λ ₯감쇠λ₯Ό ν‰κ°€ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜μ„ μˆ˜ν–‰ν•˜μ˜€

λ‹€. 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜μ‹œ μƒμ‚¬μ‘°κ±΄μœΌλ‘œ μ§ˆλŸ‰λΉ„(PIC3253.gif), λ¬΄μ°¨μ›μ§„λ™μˆ˜(PIC3283.gif), 감쇠비(PIC3293.gif)λ₯Ό λ§Œμ‘±ν•˜λ„λ‘ ν•˜μ˜€λ‹€. μ—¬κΈ°μ„œ Mj, nj, PIC32B4.gifλŠ” 각각 jμ°¨λͺ¨λ“œμ˜ μΌλ°˜ν™”μ§ˆλŸ‰, κ³ μœ μ§„λ™μˆ˜, 감쇠비이며, ρ, U, B, HλŠ” 각각 곡기밀도, 평균풍속, 건물의 폭, 건물의 높이이닀. Table 1은 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜ λͺ¨ν˜•μ˜ μ œμ›μ„ λ‚˜νƒ€λ‚Έ 것이닀.

Table 1. Specification of Rocking Vibration ModelTable_KSCE_37_01_02_T1.jpg

μ‹€ν—˜λͺ¨ν˜•μ˜ 좕척은 1/694, 풍속 좕척은 1/7으둜 μ„€μ •ν•˜μ˜€μœΌλ©°, 건물의 μ§ˆλŸ‰λΉ„λŠ” 짐발(Gimbal)을 νšŒμ „μ€‘μ‹¬μœΌλ‘œ ν•˜λŠ” κ΄€μ„±λͺ¨λ©˜νŠΈλ₯Ό μ΄μš©ν•˜μ—¬ κ΅¬ν•˜μ˜€λ‹€(I/ρB2H3; μ—¬κΈ°μ„œ I: νšŒμ „κ΄€μ„±λͺ¨λ©˜νŠΈ, ρ: 곡기 밀도, B: 건물의 폭, H: 건물의 높이). 일반적으둜 κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ€ 건물의 높이가 증가함에 따라 κ°μ†Œν•˜λŠ” κ²½ν–₯을 보이며, 150 m 이상인 건물의 경우, κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ€ 1%미만이라고 보고된 λ°” μžˆλ‹€(Damping in building, 2000). λ”°λΌμ„œ λ³Έ μ—°κ΅¬μ—μ„œλŠ” 건물의 κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ„ 0.5%둜 κ³ λ €ν•˜μ˜€κ³  μ‹€ν—˜λͺ¨ν˜•μ˜ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ€ 짐발 ν•˜λΆ€μ— μ„€μΉ˜λœ λ§ˆκ·Έλ„€ν‹±μ˜ 높이λ₯Ό μ‘°μ ˆν•˜μ—¬ μƒμ‚¬μ‹œμΌ°λ‹€(Kim et al., 2016). Fig. 2λŠ” 풍동 λ‚΄ μ„€μΉ˜λœ λͺ¨ν˜• 전경을 λ‚˜νƒ€λ‚Έ 것이닀.

Fig. 2

Experimental Models in Wind Tunnel

Figure_KSCE_37_01_02_F2.jpg

μ‹€ν—˜ν’μ†μ€ λͺ¨ν˜• μ •μƒλΆ€μ—μ„œμ˜ ν‰κ· ν’μ†μœΌλ‘œ 6.0~12.8 m/s (μ‹€κ·œλͺ¨ 풍속: 42~90 m/s) λ²”μœ„λ₯Ό 0.34 m/s κ°„κ²©μœΌλ‘œ μ¦κ°€μ‹œν‚€λ©΄μ„œ μ‹€ν—˜μ„ μˆ˜ν–‰ν•˜μ˜€λ‹€. μ‹€ν—˜ν’ν–₯은 λͺ¨ν˜•μ˜ λŒ€μΉ­μ„±μ„ κ³ λ €ν•˜μ—¬ Helical 180의 경우, 풍ν–₯ 0~45Β° λ²”μœ„μ—μ„œ 5Β° κ°„κ²©μœΌλ‘œ κ³ λ €ν•˜μ˜€λ‹€. Square의 경우, 풍응닡이 κ°€μž₯ 크게 κ΄€μΈ‘λ˜λŠ” 0°와 μž‘κ²Œ κ΄€μΈ‘λ˜λŠ” 45Β° 만 κ³ λ €ν•˜μ˜€λ‹€. 일반적으둜 Square ν˜•μƒμ„ κ°–λŠ” 초고측건물의 경우, 풍ν–₯의 νš¨κ³ΌλŠ” λ―ΈλΉ„ν•˜κ³  풍ν–₯이 변함에 따라 곡λ ₯감쇠 λ˜ν•œ 0에 κ·Όμ ‘ν•˜κ±°λ‚˜ 음의 값을 κ°–κΈ° λ•Œλ¬Έμ— 2개 풍ν–₯λ§Œμ„ κ³ λ €ν•˜μ˜€λ‹€. κ³„μΈ‘μ‹œκ°„μ€ RD법을 μ΄μš©ν•˜μ—¬ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ ν‰κ°€ν•˜κΈ° μœ„ν•΄ μƒ˜ν”Œλ§ 주파수 300 Hz둜 240초(μ‹€κ·œλͺ¨ 10λΆ„ 자료 40κ°œμ— ν•΄λ‹Ή) λ™μ•ˆ κ³„μΈ‘ν•˜μ˜€λ‹€.

2.4 ꡬ쑰물의 λ™νŠΉμ„± 평가

κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ„ ν‰κ°€ν•˜κΈ° μœ„ν•΄μ„œ Square와 Helical 180 λͺ¨ν˜•μ— λŒ€ν•΄ μžμœ μ§„λ™μ‹€ν—˜μ„ μˆ˜ν–‰ν•˜μ˜€λ‹€. μžμœ μ§„λ™νŒŒν˜•μœΌλ‘œλΆ€ν„° 10개 주기의 ν”Όν¬μΉ˜λ₯Ό μ΄μš©ν•˜μ—¬ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ„ κ΅¬ν•˜μ˜€μœΌλ©°, 총 5회의 μžμœ μ§„λ™μ‹€ν—˜μ„ μˆ˜ν–‰ν•˜μ—¬ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ„ κ΅¬ν•œ ν›„, 앙상블 평균을 톡해 μ΅œμ’…μ μœΌλ‘œ κ΅¬ν•˜κ³ μž ν•˜λŠ” κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ„ ν‰κ°€ν•˜μ˜€λ‹€. Square의 X, Yλ°©ν–₯에 λŒ€ν•œ μžμœ μ§„λ™νŒŒν˜• 및 ꢀ적에 λŒ€ν•œ 예λ₯Ό Fig. 3에 λ‚˜νƒ€λ‚΄μ—ˆλ‹€. Fig. 4λŠ” 무차원 λ³€μœ„ 응닡(PIC32D4.gif/H)에 λ”°λ₯Έ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ˜ 진폭 μ˜μ‘΄μ„±μ˜ 예λ₯Ό λ‚˜νƒ€λ‚Έ 것이닀. X, Yλ°©ν–₯ λͺ¨λ‘ 무차원 응닡이 μ•½ 0.00135 λΆ€κ·ΌκΉŒμ§€ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ΄ μ μ§„μ μœΌλ‘œ μ¦κ°€ν•˜λŠ” κ²½ν–₯을 λ³΄μ˜€λ‹€. κ·ΈλŸ¬λ‚˜ 무차원 응닡에 λ”°λ₯Έ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ€ λͺ©ν‘œ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨κ³Ό λΉ„κ΅ν•΄μ„œ X, Yλ°©ν–₯에 λŒ€ν•΄ ν‰κ· μ μœΌλ‘œ 4%, 6% 이내에 λΆ„ν¬ν•˜λŠ” 것을 μ•Œ 수 μžˆλ‹€. λ”°λΌμ„œ 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜μ„ ν†΅ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ 평가함에 μžˆμ–΄ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ€ μžμœ μ§„λ™νŒŒν˜•μœΌλ‘œλΆ€ν„° κ΅¬ν•œ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ„ μ μš©ν•˜μ˜€λ‹€.

Fig. 3

Example of Free Vibration Test for Square Model (PIC32F4.gif%)

Figure_KSCE_37_01_02_F3.jpg
Fig. 4

Dependency of Structural Damping Ratio with Vibration Amplitude for Square Model

Figure_KSCE_37_01_02_F4.jpg

2.5 곡λ ₯κ°μ‡ μ˜ 평가

λΆˆκ·œμΉ™ μ‘λ‹΅μœΌλ‘œλΆ€ν„° ꡬ쑰물의 감쇠λ₯Ό μΆ”μ •ν•˜λŠ” λ°©λ²•μ—λŠ” 주둜 μ‹œκ°„μ˜μ—­μ—μ„œμ˜ μžμœ μ§„λ™νŒŒν˜•μ„ μΆ”μ •ν•˜μ—¬ 감쇠λ₯Ό ν‰κ°€ν•˜λŠ” 방법(μžκΈ°μƒκ΄€ν•¨μˆ˜λ²•, RD법 λ“±)κ³Ό μ£ΌνŒŒμˆ˜μ˜μ—­μ—μ„œ μ£ΌνŒŒμˆ˜μ‘λ‹΅ 데이터λ₯Ό μ΄μš©ν•˜μ—¬ 감쇠λ₯Ό ν‰κ°€ν•˜λŠ” 방법(PIC3324.gif법, ν•˜ν”„νŒŒμ›Œλ²•, μœ„μƒκ΅¬λ°°λ²• λ“±)이 μžˆλ‹€. λ³Έ μ—°κ΅¬μ—μ„œλŠ” μ „μžμ˜ μžμœ μ§„λ™νŒŒν˜•μ„ Eq. (4)의 RDλ²•μœΌλ‘œ μΆ”μ •ν•˜μ—¬ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ ν‰κ°€ν•˜μ˜€λ‹€(Kim et al., 2016; Tamura and Suganuma, 1996).

PIC33A2.gif (4)

μ—¬κΈ°μ„œ, N은 초기 쑰건을 λ§Œμ‘±ν•˜λŠ” λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμ˜ 개수, PIC33E1.gifλŠ” κ°€μ€‘μΉ˜(Weight coefficient), cλŠ” λΆ€λΆ„μƒ˜ν”Œμ„ νŠΉμ •ν•˜κΈ° μœ„ν•œ 초기 쑰건(Triggering condition)이닀.

Fig. 5λŠ” Square λͺ¨ν˜•μ„ λŒ€μƒμœΌλ‘œ RDλ²•μ˜ κΈ°λ³Έκ°œλ…μ„ λ„μ‹μ μœΌλ‘œ ν‘œν˜„ν•œ 것이닀. λ³Έ μ—°κ΅¬μ—μ„œλŠ” ꡬ쑰물 κ³ μœ μ§„λ™μˆ˜μ˜ Β±30% ꡬ간에 λŒ€ν•œ λŒ€μ—­ν•„ν„°(Band-pass filter)λ₯Ό μ μš©ν•˜κ³  초기 쑰건 c의 값은 λ³€μœ„μ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨λ₯Ό μ μš©ν•˜μ˜€λ‹€. λ‹€μŒμœΌλ‘œ Fig. 5(a)의 μ‘λ‹΅μ˜ μ‹œκ°„μ΄λ ₯μ—μ„œ λ³€μœ„μ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨κ°€ λ°œμƒλ˜λŠ” μ§€μ λ“€μ—μ„œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμ„ μΆ”μΆœν•œ ν›„, 앙상블 평균을 톡해 ν•˜λ‚˜μ˜ μžμœ μ§„λ™νŒŒν˜•μ„ ꡬ할 수 μžˆλ‹€(Fig. 5(b)).

Fig. 5

Basic Concept of RD Technique (Square Model)

Figure_KSCE_37_01_02_F5.jpg

ν•œνŽΈ, 1μ°¨ λͺ¨λ“œμ˜ μ „μ²΄κ°μ‡ μœ¨(1st mode total damping ratio, PIC3402.gif)은 λ³€μœ„ μ‘λ‹΅μ˜ 진폭 μ˜μ‘΄μ„±μ„ κ³ λ €ν•˜μ—¬ μžμœ μ§„λ™νŒŒν˜•μ—μ„œ 처음 λ‹€μ„― 개 사이클을 μ΄μš©ν•˜μ—¬ κ΅¬ν•˜μ˜€λ‹€. μ΄λ ‡κ²Œ κ΅¬ν•œ μ‹œμŠ€ν…œμ˜ 1μ°¨ λͺ¨λ“œμ˜ μ „μ²΄κ°μ‡ μœ¨μ€ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨(PIC3422.gif)κ³Ό 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨(PIC3442.gif)으둜 κ΅¬λΆ„ν•˜μ—¬, PIC3462.gif으둜 λ‚˜νƒ€λ‚Ό 수 μžˆλ‹€(ESDU 83009, 2012). λ”°λΌμ„œ 초고측건물의 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ€ Eq. (5)에 μ˜ν•΄ ꡬ할 수 μžˆλ‹€.

PIC3483.gif (5)

3. μ‹€ν—˜κ²°κ³Ό 및 κ³ μ°°

3.1 RD법 μ μš©μ„ μœ„ν•œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμˆ˜μ˜ 영ν–₯

RD법에 μžˆμ–΄μ„œ μ€‘μš”ν•œ 것 쀑에 ν•˜λ‚˜λŠ” μ‘λ‹΅μ˜ μ‹œκ°„μ΄λ ₯μœΌλ‘œλΆ€ν„° μΆ”μΆœλœ λΆ€λΆ„μƒ˜ν”Œ(Time segment)의 μ μ ˆν•œ 길이와 앙상블 평균을 μœ„ν•œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ μˆ˜κ°€ μ€‘μš”ν•˜λ‹€(Rodrigues and Brincker, 2005). κ·ΈλŸ¬λ‚˜ λͺ…ν™•ν•˜κ²Œ λͺ‡ 개 μ •λ„μ˜ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμ΄ ν•„μš”ν•œμ§€μ— λŒ€ν•œ μ—°κ΅¬λŠ” 찾아보기 νž˜λ“€λ‹€. λ”°λΌμ„œ λ³Έ μ—°κ΅¬μ—μ„œλŠ” 곡λ ₯감쇠 평가에 μžˆμ–΄μ„œ RD법 μ μš©μ„ μœ„ν•œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ 수의 영ν–₯ 및 건물의 ν˜•μƒμ΄ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ μˆ˜μ— μ–΄λ–€ 영ν–₯을 λ―ΈμΉ˜λŠ”μ§€ μ‘°μ‚¬ν•˜μ˜€λ‹€. Fig. 6 and Fig. 7은 Square λͺ¨ν˜•κ³Ό Helical 180 λͺ¨ν˜•μ— λŒ€ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨ ν‰κ°€μ‹œ μ‚¬μš©λœ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμˆ˜μ˜ 영ν–₯을 λ‚˜νƒ€λ‚Έ 것이닀. Fig. 6 and Fig. 7μ—μ„œ λ‚˜νƒ€λ‚Έ 바와 같이 무차원풍속에 λ”°λ₯Έ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ€ 풍ν–₯ 및 풍직각방ν–₯에 상관없이 전체적인 κ²½ν–₯은 μœ μ‚¬ν•˜μ§€λ§Œ, λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ μˆ˜κ°€ 적은 경우 λ³€λ™μ˜ 폭이 크며 λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ μˆ˜κ°€ λ§Žμ•„μ§ˆμˆ˜λ‘ μΌμ •ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ— μˆ˜λ ΄ν•˜λŠ” 것을 μ•Œ 수 μžˆλ‹€. κ·ΈλŸ¬λ‚˜ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ 수 이외 건물의 ν˜•μƒ, 풍ν–₯ 등은 큰 영ν–₯을 λ―ΈμΉ˜μ§€ μ•ŠλŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€. Table 2λŠ” κΈ°μ‘΄λ¬Έν—Œμ—μ„œ RD법λ₯Ό μ΄μš©ν•œ 곡λ ₯감쇠λ₯Ό 평가함에 μžˆμ–΄ μ‚¬μš©ν•œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ 수λ₯Ό λ‚˜νƒ€λ‚Έ 것이닀. λ”°λΌμ„œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ μˆ˜κ°€ λ§Žμ„μˆ˜λ‘ 일관성 μžˆλŠ” 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ ꡬ할 수 μžˆλ‹€κ³  κ°€μ •ν•œλ‹€λ©΄, 적어도 2,000개 μ΄μƒμ˜ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμ„ 얻을 수 μžˆλŠ” 데이터가 ν•„μš”ν•  κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€. λ³Έ μ—°κ΅¬μ—μ„œλ„ μ •ν™•ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨λ₯Ό ν‰κ°€ν•˜κΈ° μœ„ν•œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ μˆ˜λŠ” λͺ¨λ“  κ²½μš°μ— μžˆμ–΄μ„œ 5,000개 이상을 κ³ λ €ν•˜μ˜€λ‹€.

Fig. 6

Effect of Time Segments for Estimating Aerodynamic Damping Ratio of Square Model

Figure_KSCE_37_01_02_F6.jpg
Fig. 7

Effect of Time Segments for Estimating Aerodynamic Damping Ratio of Helical 180 Model

Figure_KSCE_37_01_02_F7.jpg
Table 2. Number of Time Segments for Previous StudiesTable_KSCE_37_01_02_T2.jpg

3.2 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ 풍ν–₯의 영ν–₯

Square와 Helical 180 λͺ¨ν˜•μ— μž‘μš©ν•˜λŠ” 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ 풍ν–₯의 νŠΉμ„±μ„ Fig. 8에 λ‚˜νƒ€λƒˆλ‹€. 풍ν–₯ 0°일 λ•Œ, Xλ°©ν–₯에 λŒ€ν•œ Helical 180 λͺ¨ν˜•μ˜ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ λ³€ν™”λ₯Ό μ‚΄νŽ΄λ³΄λ©΄ Square λͺ¨ν˜•μ˜ 결과와 μœ μ‚¬ν•œ κ²½ν–₯을 λ³΄μ˜€λ‹€(Fig. 8(a)). 즉, 건물의 ν˜•μƒλ³€ν™”λŠ” 풍방ν–₯의 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ— 거의 영ν–₯을 λ―ΈμΉ˜μ§€ μ•ŠλŠ” 것을 μ•Œ 수 μžˆλ‹€. λ˜ν•œ 풍ν–₯이 μ¦κ°€ν•˜λ©΄μ„œ Helical 180λͺ¨ν˜•μ˜ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨λ„ μž‘μ•„μ§€κ³  0에 κ°€κΉŒμš΄ 값을 κ°–κ²Œ 되며, 무차원풍속 12 μ΄μƒμ—μ„œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ΄ 점점 μ»€μ§€λŠ” κ²½ν–₯이 λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€.

Fig. 8

Effect of Wind Directions on Aerodynamic Damping Ratio of Square Model (Kim et al., 2016)

Figure_KSCE_37_01_02_F7.jpg

반면, Yλ°©ν–₯의 경우, Helical 180 λͺ¨ν˜•μ˜ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ€ Square λͺ¨ν˜•μ˜ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨κ³ΌλŠ” μƒλ°˜λœ κ²½ν–₯을 λ³΄μ˜€λ‹€(Fig. 8(b)). Helical 180 λͺ¨ν˜•μ˜ 풍직각방ν–₯ λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡 νŠΉμ„±μ€ 풍방ν–₯ λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡 νŠΉμ„±κ³Ό μœ μ‚¬ν•œ 뢄포λ₯Ό 보이고 무차원 풍속이 컀짐에 따라 뢀가적인 곡기λ ₯이 건물의 응닡을 μ œμ–΄λ₯Ό ν•˜λ©΄μ„œ μ •(+)의 곡λ ₯감쇠λ ₯이 되기 λ•Œλ¬ΈμΈ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€. 즉, Helical 180의 Yλ°©ν–₯에 λŒ€ν•œ λ³€μœ„μ‘λ‹΅μ— μžˆμ–΄μ„œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ 영ν–₯은 λ―ΈλΉ„ν•œ 것을 μ•Œ 수 있으며, Kim et al. (2016)에 μ˜ν•΄ 보고된 λ°” μžˆλ‹€. Square λͺ¨ν˜•μ˜ 경우, 무차원 풍속 9.5μ—μ„œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ΄ μ΅œλŒ€ 1.5%κΉŒμ§€ μ¦κ°€ν•˜λŠ” κ²½ν–₯을 λ³΄μ˜€μœΌλ©° 무차원 ν’μ†μ˜ 증가와 ν•¨κ»˜ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨λ„ κΈ‰κ²©νžˆ μ€„μ–΄λ“œλŠ” κ²½ν–₯을 λ³΄μ˜€λ‹€. 무차원 풍속이 11보닀 큰 κ΅¬κ°„μ—μ„œλŠ” 음의 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ λ³΄μ˜€λ‹€. 이와 같은 ν˜„μƒμ€ 와λ₯˜ 방좜 μ£ΌνŒŒμˆ˜μ™€ Square λͺ¨ν˜•μ˜ κ³ μœ μ§„λ™μˆ˜κ°€ μΌμΉ˜λ˜λŠ” Lock-in ν˜„μƒμ— μ˜ν•΄ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ΄ 음의 값을 κ°–κ²Œ λ˜μ–΄ 풍직각방ν–₯의 λ³€λ™λ³€μœ„κ°€ κΈ‰κ²©νžˆ μ¦κ°€ν•˜λŠ” ν˜„μƒκ³Όλ„ 잘 λΆ€ν•©ν•œλ‹€(Fig. 9(b) μ°Έμ‘°).

Fig. 9

Normalized RMS Responses of Square Model with Reduced Wind Velocity

Figure_KSCE_37_01_02_F9.jpg

3.3 λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡 νŠΉμ„±

Fig. 9 and Fig. 10은 Square와 Helical 180의 무차원 풍속에 λ”°λ₯Έ 무차원 λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡을 λ‚˜νƒ€λ‚Έ 것이닀. κ·Έλ¦Όμ—μ„œ 직선 및 점선은 풍λ ₯μ‹€ν—˜μ„ 톡해 얻어진 데이터λ₯Ό μ΄μš©ν•˜μ—¬ μŠ€νŽ™νŠΈλŸΌλͺ¨λ“œν•΄μ„μ„ μˆ˜ν–‰ν•˜μ—¬ ν‰κ°€λœ 무차원 λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡 이닀. μ΄λ•Œ 적용된 κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨μ€ 0.5%와 2.0%이닀. 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜μ— μ˜ν•œ Square와 Helical 180의 풍방ν–₯ 무차원 λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡은 풍λ ₯μ‹€ν—˜μ˜ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨ 2.0%의 결과와 μΌμΉ˜ν•˜λŠ” 것을 μ•Œ 수 μžˆλ‹€(Fig. 9(a) and Fig. 10(a)). 즉, λ²„νŽ˜νŒ… μ§„λ™μ‹œ μ •(+)의 곡λ ₯감쇠λ ₯이 무차원 풍속과 ν•¨κ»˜ μ μ§„μ μœΌλ‘œ μ¦κ°€ν•˜κΈ° λ•Œλ¬ΈμΈ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€(Fig. 8(a) μ°Έμ‘°). Fig. 9(b)μ—μ„œ Square의 풍직각방ν–₯ 무차원 변동 λ³€μœ„ 응닡은 무차원 풍속이 11 μ΄ν•˜μΌ λ•ŒλŠ” 풍λ ₯μ‹€ν—˜μ˜ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨ 2%의 해석 결과와 μœ μ‚¬ν•œ κ²½ν–₯을 보이닀가 무차원 풍속 12(μ‹€λ¬Ό 풍속 60 m/s)λ₯Ό μ΄ˆκ³Όν•˜λ©΄μ„œ κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨ 0.5%의 해석 κ²°κ³Όλ₯Ό μƒνšŒν•˜λŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€. μ΄λŸ¬ν•œ μ΄μœ λŠ” 와렀진동(Vortex shedding vibration)이 λ°œμƒν•˜λ©΄μ„œ 음(-)의 곡λ ₯감쇠가 λ°œμƒν•˜κΈ° λ•Œλ¬ΈμΈ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€(Fig. 8(b) μ°Έμ‘°). ν•œνŽΈ Fig. 10(b)의 Helical 180의 풍직각방ν–₯ 무차원 λ³€λ™λ³€μœ„ 응닡은 μ–΄λŠ μ •λ„μ˜ 변동 폭은 μžˆμ§€λ§Œ, ν‰κ· μ μœΌλ‘œλŠ” κ΅¬μ‘°κ°μ‡ μœ¨ 0.5%의 해석 결과에 λŒ€μ‘ν•˜λŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€. μ΄λŸ¬ν•œ μ΄μœ λŠ” 무차원 풍속이 증가함에도 λΆˆκ΅¬ν•˜κ³  곡λ ₯감쇠λ ₯율이 0에 κ°€κΉŒμš΄ 값을 보이기 λ•Œλ¬ΈμΈ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€(Fig. 8(b)).

Fig. 10

Normalized RMS Responses of Helical 180 Model with Reduced Wind Velocity

Figure_KSCE_37_01_02_F10.jpg

3.4 초기 쑰건 변화에 λ”°λ₯Έ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ νŠΉμ„±

RD법에 μ˜ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μ˜ 평가에 μžˆμ–΄ λ‹€λ₯Έ μ€‘μš”ν•œ μš”μ†ŒλŠ” 초기 쑰건 κ°’(λ˜λŠ” 레벨)을 μ„€μ •ν•˜λŠ” 것이닀. λ³Έ μ—°κ΅¬μ—μ„œλŠ” μ•žμ—μ„œ μ–ΈκΈ‰ν•œ 바와 같이 μ‘λ‹΅μ˜ μ‹œκ°„μ΄λ ₯μ—μ„œ λ³€μœ„μ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨(PIC34C2.gif)을 초기 쑰건 κ°’μœΌλ‘œ μ„€μ •ν•˜μ—¬ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ ν‰κ°€ν•˜μ˜€λ‹€. ν•œνŽΈ, Asmussen (1997)은 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ 평가에 μžˆμ–΄μ„œ RD ν•¨μˆ˜μ— λŒ€ν•œ λ³€λ™μ˜ μ΅œμ†Œν™” λ˜λŠ” μ΅œμ ν™”λ₯Ό μœ„ν•œ 초기 쑰건값(Triggering level)으둜 PIC34D3.gifλ₯Ό μ μš©ν•  수 μžˆλ‹€κ³  μ œμ•ˆν•˜μ˜€λ‹€. λ³Έ μ—°κ΅¬μ—μ„œμ˜ 초기 쑰건 κ°’ λ³€ν™”κ°€ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ— λ―ΈμΉ˜λŠ” 영ν–₯을 μ•Œμ•„λ³΄κΈ° μœ„ν•΄, 초기 쑰건 κ°’ PIC34F3.gif둜 ν•˜μ—¬ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ κ΅¬ν•˜μ˜€λ‹€. Fig. 11 and Fig. 12λŠ” Square와 Helical 180의 초기 쑰건 값에 λ”°λ₯Έ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ λ‚˜νƒ€λ‚Έ 것이닀. . Fig. 11 and Fig. 12μ—μ„œ PIC3513.gif와 PIC3534.gif일 λ•Œμ˜ 풍방ν–₯ 및 풍직각방ν–₯의 무차원 풍속에 λ”°λ₯Έ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ€ λΉ„μŠ·ν•œ κ°’κ³Ό 뢄포λ₯Ό κ°–λŠ” 것을 μ•Œ 수 μžˆμ—ˆλ‹€. κ·ΈλŸ¬λ‚˜ μ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨κ°€ 2λ°° 이상일 κ²½μš°μ—λŠ” μ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨λ₯Ό μ΄μš©ν•˜μ—¬ κ΅¬ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨κ³ΌλŠ” λ‹€μ†Œ λ‹€λ₯Έ κ²½ν–₯을 λ³΄μ˜€λ‹€. 즉, Table 3κ³Ό 같이 초기 쑰건 값이 컀짐에 따라 앙상블 평균을 μœ„ν•œ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμˆ˜κ°€ 쀄어듀어 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ λ³€λ™μ˜ 폭이 μ»€μ§€λŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€. λ”°λΌμ„œ μ–΄λŠ 초기 쑰건 값이 μ μ ˆν•œκ°€μ— λŒ€ν•΄μ„œλŠ” λͺ…ν™•ν•˜κ²Œ κ·œμ •ν•  수 μ—†μ§€λ§Œ λ§Œμ•½ μΆ©λΆ„νžˆ κΈ΄ μ‹œκ°„λ™μ•ˆ κ³„μΈ‘λœ 데이터가 μžˆλ‹€λ©΄, RD법을 μ΄μš©ν•œ 고측건물의 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ 평가함에 μžˆμ–΄ 초기 쑰건 κ°’ β€œμ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨β€ λ˜λŠ” β€œPIC3554.gifΓ—μ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨β€ 쀑 μ–΄λŠ 것을 μ‚¬μš©ν•˜λ”λΌλ„ λΉ„μŠ·ν•œ κ²°κ³Όλ₯Ό 얻을 수 μžˆμ„ κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€.

Fig. 11

Aerodynamic Damping Ratio of Square Model with Different Triggering Levels

Figure_KSCE_37_01_02_F11.jpg
Fig. 12

Aerodynamic Damping Ratio of Helical 180 Model with Different Triggering Levels

Figure_KSCE_37_01_02_F12.jpg
Table 3. Approximate Number of Time Segments with Different Triggering LevelsTable_KSCE_37_01_02_T3.jpg

4. κ²° λ‘ 

λ³Έ λ…Όλ¬Έμ—μ„œλŠ” 곡λ ₯μ§„λ™μ‹€ν—˜μ„ 톡해 μ •λ°©ν˜•κ³Ό 180Β° λ‚˜μ„ ν˜• ν˜•μƒμ„ κ°–λŠ” 초고측건물의 곡λ ₯감쇠 νŠΉμ„±μ„ μ‘°μ‚¬ν•˜μ˜€λ‹€. λ˜ν•œ λΆˆκ·œμΉ™ 응닡을 κ°–λŠ” μ‹œμŠ€ν…œμ˜ κ°μ‡ μœ¨μ„ ν‰κ°€ν•˜λŠ”λ° 주둜 μ΄μš©ν•˜λŠ” RD법을 μ μš©ν•˜λŠ”λ° μžˆμ–΄ λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œ 수 및 초기 쑰건 κ°’ 변화에 λ”°λ₯Έ 초고측건물의 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ νŠΉμ„±μ„ μ‘°μ‚¬ν•˜μ˜€λ‹€. μ‹€ν—˜κ²°κ³Όλ₯Ό μ •λ¦¬ν•˜λ©΄ μ•„λž˜μ™€ κ°™λ‹€.

(1)RD법을 μ΄μš©ν•˜μ—¬ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ ν‰κ°€ν•˜λŠ” 경우, κΈ°μ‘΄ λ¬Έν—Œ 및 λ³Έ μ—°κ΅¬μ—μ„œ κ²€μ¦λœ 것과 같이 λΆ€λΆ„ μƒ˜ν”Œμ„ μ΅œμ†Œ 2,000개 이상을 μΆ”μΆœν•΄μ„œ 앙상블 평균을 μ μš©ν•΄μ•Όλ§Œ λΆˆκ·œμΉ™ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ λ³€λ™μ˜ 폭이 쀄고 μΌμ •ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ ꡬ할 수 μžˆλŠ” 것을 μ•Œ 수 μžˆμ—ˆλ‹€.

(2)Helical 180 λͺ¨ν˜•μ— λŒ€ν•œ 풍방ν–₯의 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ νŠΉμ„±μ„ μ‚΄νŽ΄λ³΄λ©΄, 건물의 ν˜•μƒμ΄ 닀름에도 λΆˆκ΅¬ν•˜κ³ , μ •λ°©ν˜• λͺ¨ν˜•μ˜ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨κ³Ό μœ μ‚¬ν•œ κ²½ν–₯이 λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€. 즉, 건물의 ν˜•μƒμ€ 풍방ν–₯ 곡λ ₯감쇠에 영ν–₯을 λ―ΈμΉ˜μ§€ μ•ŠλŠ”λ‹€λŠ” 것을 μ•Œ 수 μžˆμ—ˆλ‹€.

(3)ν•œνŽΈ, μ •λ°©ν˜• λͺ¨ν˜•μ˜ Yλ°©ν–₯에 λŒ€ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ€ 180Β° λ‚˜μ„ ν˜•λͺ¨ν˜•μ˜ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ˜ νŠΉμ„±κ³ΌλŠ” 맀우 λ‹€λ₯Έ 뢄포λ₯Ό λ³΄μ΄λŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€. 특히, 풍ν–₯ 변화에 λ”°λ₯Έ 180Β° λ‚˜μ„ ν˜• λͺ¨ν˜•μ˜ Yλ°©ν–₯에 λŒ€ν•œ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ€ 풍ν–₯의 변화와 상관없이 μ „λ°˜μ μœΌλ‘œ λΉ„μŠ·ν•œ 값을 λ³΄μ˜€κ³ , 무차원 ν’μ†μ˜ 증가와 ν•¨κ»˜ λ³€λ™μ˜ 폭은 μž‘μ§€λ§Œ μ μ§„μ μœΌλ‘œ μ¦κ°€ν•˜λŠ” κ²½ν–₯을 λ³΄μ˜€λ‹€.

(4)초기 쑰건 κ°’ 변화에 λ”°λ₯Έ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ„ μ‚΄νŽ΄λ³΄λ©΄, 초기 쑰건 κ°’ β€œμ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨β€ λ˜λŠ” β€œPIC3584.gifΓ—μ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨β€λ₯Ό μ μš©ν•˜μ—¬ ν‰κ°€λœ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨μ€ 맀우 μœ μ‚¬ν•œ 뢄포 및 κ²°κ³Ό 값을 κ°–λŠ” κ²ƒμœΌλ‘œ λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€. λ”°λΌμ„œ λ³Έ μ‹€ν—˜ 데이터와 같이 μΆ©λΆ„νžˆ κΈ΄ 데이터λ₯Ό ν™•λ³΄ν•œ κ²½μš°μ—λŠ” μ‘λ‹΅μ˜ ν‘œμ€€νŽΈμ°¨ λ˜λŠ” RDν•¨μˆ˜μ˜ μ΅œμ ν™”μ— κ·Όκ±°ν•œ κ°’ 쀑 μ–΄λŠ 것을 μ‚¬μš©ν•˜λ”λΌλ„ λΉ„μŠ·ν•œ κ²°κ³Όλ₯Ό 얻을 κ²ƒμœΌλ‘œ νŒλ‹¨λœλ‹€.

λ§ˆμ§€λ§‰μœΌλ‘œ μ΄ˆκ³ μΈ΅κ±΄λ¬Όμ— μž‘μš©ν•˜λŠ” λ³€μœ„μ‘λ‹΅κ³Ό 곡λ ₯감쇠λ ₯은 맀우 λ°€μ ‘ν•œ 상관을 κ°–κ³  있으며, ν’μ†μ˜ 크기와 건물의 ν˜•μƒμ— 따라 풍직각방ν–₯의 곡λ ₯κ°μ‡ μ˜ νŠΉμ„±λ„ 맀우 λ‹€λ₯΄κ²Œ λ‚˜νƒ€λ‚¬λ‹€. λ”°λΌμ„œ 초고측건물의 ν˜•μƒλ³€ν™”μ— λ”°λ₯Έ μ‘λ‹΅νŠΉμ„±μ΄ 곡λ ₯κ°μ‡ μœ¨κ³Ό μ–΄λ– ν•œ 상관관계λ₯Ό κ°–λŠ”μ§€ μ •ν™•ν•œ 이해와 평가가 ν•„μš”ν•  것이닀.

Acknowledgements

λ³Έ μ—°κ΅¬λŠ” 일본 λ¬ΈλΆ€κ³Όν•™μ„± κ³΅λ™μ΄μš©β€€κ³΅λ™κ±°μ μ˜ λ™κ²½κ³΅μ˜ˆλŒ€ν•™ 풍곡학 연ꡬ거점(The Joint Usage/Research Center of Wind Engineering, Tokyo Polytechnic University)의 연ꡬ비 지원 및 ν•œκ΅­ν•΄μ–‘κ³Όν•™κΈ°μˆ μ›μ˜ μ£Όμš”μ—°κ΅¬μ‚¬μ—…(과제번호 PE9944D)의 연ꡬ비 지원에 μ˜ν•΄ μˆ˜ν–‰λ˜μ—ˆμŠ΅λ‹ˆλ‹€. 이에 κ°μ‚¬λ“œλ¦½λ‹ˆλ‹€.

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