풍하중을 받는 고층건축물의 변장비 변화에 따른 구조축방향의 동적응답 특성

배진석,황성권,하영철 한국풍공학회 2009 한국풍공학회지 Vol.13 No.1

이 연구는 고층건축물이 풍하중을 받을 때 변장비의 변화에 따라 구조축방향으로 풍응답이 어떻게 배분되어 가는지를 규명한 것이다. 변장비가 다른 3종류의 장방형 강체모형을 경계층 풍동 내에 설치하여 풍력실험을 수행하였다. 풍력실험으로부터 얻어진 변동모우멘트계수와 변동모우멘트의 파워스펙트럼밀도를 사용하여 스펙트럼모드해석법에 의하여 고층건축물의 응답을 평가하였고, X축방향의 풍응답과 Y방향의 풍응답을 비교하고 그 차이점을 분석하였다. 결과로부터 대상 고층건축물의 경우 모든 변장비에서 Y방향의 동적인 응답이 X방향 보다 큰 것을 알 수 있었다. The purpose of this study is to examine the difference of the structural axis directions response of tall buildings according to varying side ratios under wind actions. High Frequency Force Balance (HFFB) test was conducted on using elastic model of prismatic section with 3 types of side ratios in turbulent boundary layer flows. Tall building responses were estimated by Spectral Modal Analysis based on the values, such as fluctuating moment coefficient and power spectral density, acquired by the HFFB test. Finally, wind force responses of X-direction were compared to those of Y-direction and the differences of the two are pointed out. From the results, it is known that the dynamic responses of Y-direction are larger than those of X-direction to the all side ratios.

풍직각방향 풍하중이 작용하는 구조물의 변장비와 형상비에 따른 동적 거동 특성

김주원 대한건축학회지회연합회 2015 대한건축학회연합논문집 Vol.17 No.2

본 연구에서는 풍동실험을 통하여 Liang 등이 제시한 풍직각방향 변동풍력 스펙트럼밀도를 적용하여 풍하중을 생성하고, 생성된 풍하중이 작용하는 사각형 평면형상을 가진 구조물의 동적 거동을 해석하는 프로그램을 개발하고자 한다. 기본풍속 40m/s이고 지표면조도구분 B인 지역 건물의 변장비와 형상비를 변수로 하여 구조물의 동적 거동을 해석하여 건물의 변장비 및 형상비와 구조물의 동적 응답의 관계를 분석하고자 한다. The random dynamic forces experienced by structure due to wind are caused primarily by the turbulence in the approaching flow and motion of the structure. In the paper, fluctuating wind velocity for time history analysis are simulated by a single variate single dimensional random process using Liang spectrum about across-wind direction. This paper analyzed and obtained the dynamic response for structures modeled as multi degrees of freedom system - the multistory shear building. The method for evaluating the damping matrix corresponds to any set of specified modal damping ratio. The numerical results, obtained by the Newmark-β method, shows the time-history responses and trends of maximum accelerations and displacements by applying various aspect ratios. In the paper, dynamic reponse characteristics including building side ratio and aspect ratio will be discussed.

고층건축물의 비틀림방향 풍력특성에 관한 풍동실험연구

길용식,김동우,정영배,하영철 한국풍공학회 2006 한국풍공학회지 Vol.10 No.2

본 연구는 고층건축물의 비틀림방향 응답을 평가하기 위하여 필요한 변동비틀림모멘트계수와 변동비틀림모멘트의 파워스펙트럼밀도의 특성을 확인하는데 목적이 있다. 이러한 특성들을 평가하기 위하여, 다양한 형상비와 변장비를 가진 52개 형상의 공탄성 각주형 모형을 제작한 후 노풍도를 다양하게 변화시켜 풍동실험을 실시하였다. 본 논문에서는 비틀림방향의 변동풍력의 특성을 간단히 설명하였다. 그리고 그 결과는 대부분 건물의 형상비와 변장비에 의하여 분석되었다. This study aims at ascertainment characteristics of torsional fluctuating moment coefficient and power spectral density, which is needed to estimate torsional response of tall buildings. In order to estimate characteristics, the wind tunnel tests have been conducted on 52 types aero-elastic model of the rectangular prisms with various aspects ratios, side ratios and surface roughness in turbulent boundary layer flows. In this paper, characteristics of torsional fluctuating wind force are briefly discussed and then these results were mainly analyzed as a function of the aspects ratios and side ratios of buildings.

고층건축물의 비틀림방향 풍하중 평가를 위한 변동풍력계수 및 파워스펙트럼밀도계수의 제안

길용식,김동우,김하림,하영철 한국풍공학회 2007 한국풍공학회지 Vol.11 No.2

This study is to estimate the empirical formulae of torsional fluctuating moment coefficient and power spectral density, which is needed to estimate torsional response of tall buildings. In order to estimate empirical formulae, force balance tests have been conducted on 27 types of the rectangular prisms with various aspects ratios, side ratios and surface roughness in turbulent boundary layer flows. In this paper, empirical formulae of torsional fluctuating wind force are mainly analyzed as a function of the aspects ratios, side ratios and various roughness of buildings. 본 논문은 고층건축물의 비틀림방향 응답을 평가하기 위하여 필요한 변동비틀림모멘트계수와 변동비틀림모멘트의 파워스펙트럼밀도계수의 경험식을 제안한 연구이다. 이러한 경험식을 제안하기 위하여, 다양한 형상비와 변장비를 가진 27개의 각주형 모형을 제작한 후 노풍도을 다양하게 변화시켜 풍력실험을 실시하였다. 본 논문에서 비틀림방향 변동풍력의 경험식은 주로 건물의 노풍도와 형상비 그리고 변장비에 의하여 분석되어졌다.

변장비를 갖는 저항물체 후류유동의 수치적 해석

최지운,조대환,박병훈,김택규 한국기계기술학회 2014 한국기계기술학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.08

노즐이동속도와 변장비에 따른 3D 프린팅 콘크리트 구조물의 시공성

박지훈,이정우,조창빈,양인환 한국건설순환자원학회 2019 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.7 No.4

In this study, an experimental study on the buildability of the structure using the developed printing materials and equipment was performed. Experimental variables included the moving speed of nozzles(=80 and 100mm/s), the revolutions per minute (RPM) of screw in discharge buckets, and the aspect ratio(=1.67 and 5.00) reflecting wall length of the structures. Buildability of the 3D printed concrete structures was analyzed based on the maximum decomposition layer and collapse patterns of the structures according to the experimental variables. The nozzle movement speed of 80mm/s and the aspect ratio of 1.67 were favorable for 3D printing in this study. The collapse process of structure due to uneven layer decomposition was also analyzed through the relative displacement measurement of the lower part of the structure during printing.

노풍도에 따른 고층건축물의 풍직각방향 변동풍력의 특성

하영철,김동우,최심국,길용우 한국풍공학회 2005 한국풍공학회지 Vol.9 No.1

By conducting HFFB(High Frequency Force Balance) test of across-wind forces on rectangular cylinders with various side ratios under 4 types of surface roughness condition in a boundary layer wind tunnel, this paper investigates across-wind fluctuating moment spectra, moment coefficients and Strouhal numbers by changing the conditions of surface roughness. Experimental results show that the across-wind fluctuating moment coefficients, moment spectra and Strouhal numbers do not significantly change dependent on the conditions of surface roughness. 지표면 상태에 따른 풍직각방향의 풍력특성을 규명하기 위하여 4가지의 지표면상태 하에서 다양한 변장비를 가진 사각형 각주에 대한 풍력실험을 실시하여 풍직각방향의 변동전도모멘트 스펙트럼, 변동모멘트계수 및 스트로할 수의 변화특성을 조사하였다. 실험 결과에 의하여 풍직각방향의 변동전도모멘트 스펙트럼, 변동모멘트계수 및 스트로할 수는 지표면의 상태에 따라 크게 변하지 않음을 알 수 있었다.

중앙틈새를 관통하는 흐름을 갖는 사각형상 물체의 변장비에 따른 유동특성에 관한 연구

김진구,조대환,한상국 한국기계기술학회 2011 한국기계기술학회지 Vol.13 No.3

초고층 건물의 각주형 단면에 대한 공력 불안정 진동 및 풍진 저감 효과에 관한 실험적 연구

정영배,Cheong, Yung-Bea 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.3

For a rectangular-highrise building with aspect ratio about six, the resonant wind speed of wind-induced vibration or galloping start wing speed can be within the design wind speed. The wind-induced vibration and galloping of highrise building with aspect ratio $H/\sqrt{DB}=6$, side ratio D/B=1 to 2 at intervals of 1/4 D/B were investigated in smooth flow. For the reducing effect of wind-induced vibration of highrise building, rectangular-highrise building with corners cutting about side ratio D/B=2 were investigated. Experimental results show that in the smooth flow non corners-cutting cases have tendency of increasing wind-induced vibration and galloping vibration then corner-cutting section. Therefore, the wind-induced vibrations on rectangular-highrise buildings were reduced effectively by using corner cut method. 내풍설계에 있어서, 아스펙트비가 6정도인 초고층 건물의 각주형 단면의 바람에 의한 공력 불안정 진동 또는 갤로핑 진동이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 등류에서 아스펙트비 6정도이고 변장비가 1/4간격으로 1에서 2까지의 초고층 건물의 각주형 단면에대한 공력불안정 진동과 갤로핑 진동에 대해 실험적으로 고찰하였다. 실험 결과, 등류시 코너 컷이 없는 경우가 코너 컷을 가진 초고층 건물의 각주형 단면에 비해 공력 불안정 진동이 커지는 경향이 있으며, 또한 갤로핑 진동도 나타났다. 따라서, 코너 컷에 의해 각주형 초고층 건물에서의 공력 불안정 진동은 효과적으로 저감되었다.

변장비 변화에 따른 삼각 단면의 내풍 특성 해석

이승수,노재근,김학선 한국방재학회 2011 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.10 No.-

최근 들어 교량 구조물의 장대화 경향에 따라 국내에서도 장대교량의 건설이 진행 되고 있고, 컴퓨터의 발달과 계산 기술의 향상에 힘입어 고비용의 풍동실험을 대신 할 수 있는 전산유체역학의 다양한 수치 해석적 기법의 적용이 증가하고 있다. 그에 따라 경계조건에 대한 정확한 입력뿐만 아니라 정확한 모델링 또한 전산유체역학의 중요한 위치를 차지하게 된다. 하지만 자원의 한계로 경제적이면서 보다 정확한 효율적인 모델링 기법이 연구되고 있다. 효율적인 모델링 기법 중 가상경계법을 들 수 있는데, 기존의 가상경계법은 물체 형상의 외곽형상이 부드러운 경우 외삽법에 의한 운동량 가중방법으로 연구가 진행되어 왔다. 그러나 교량 단면과 같이 날카로운 모서리를 갖거나 물체면을 이루는 면이 예각을 이루는 경우 보정점의 선별과 보간 방법에 따라 수치해석이 발산하는 문제점 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 가상경계법에 의해 날카로운 물체 주위 유동 해석 기법 개발을 위하여 내삽법에 의한 운동량 보정 기법을 개발하고 삼각형 단면 주위의 유동 해석에 적용하여 변장비 변화가 공기력 계수에 미치는 영향을 분석하였다.