현장 계측에 의한 단층구조 전통목구조물의 고유주기 추정 (The Estimation of Natural Period of One Story Traditional Wooden Structures by In-situ Measurement)

서지정보

· 발행기관 : 대한건축학회지회연합회
· 수록지 정보 : 대한건축학회연합논문집 / 15권 / 6호 / 219 ~ 226페이지
· 저자명 : 황재승, 황종국, 이영욱

초록

구조물의 고유주기는 구조물이 보유하고 있는 내력 뿐만아니라 내진 안정성 평가에 기본적으로 사용되는 중요한 요소중의 하나이다. 본 연구에서는 현장계측을 통하여 정밀하게 구조물의 고유주기(진동수)를 예측하는 기법을 다수의 전통목구조물에 적용하고, 이를 기반으로 전통목구조물에 대한 고유주기 추정식을 제안하였다. 진동계측은 상시계측과 강제가진기법을 이용하였으며, ICA기법에 기반하여 계측된 가속도 응답을 모드 분해하고, 분해된 모드응답에 대한 진동수영역 고유진동수 예측기법을 적용하여 도리방향, 보방향의 고유진동수를 추정하였다. 고유진동수 추정결과, 접합부 개수가 많은 도리 방향이 횡강성이 크기 때문에 보방향의 고유진동수에 비하여 전반적으로 크게 나타났다. 접합부의 횡강성에 주된 영향을 미치는 인자로써 기둥과 접합면적을 설정하였으며, 이를 고유진동수와 비교함으로써 강성모델로부터 고유진동수(고유주기)를 추정할 수 있는 상관식을 제안하였다. 본 연구에서는 지붕층의 단위면적당 질량도 산정되었는데 이를 제안된 고유주기 추정식과 함께 사용하면, 추가적인 계측없이도 전통구조물의 초기강성예측에 활용가능한 것으로 나타났다.

영어초록

The natural frequency of structure is one of the very important factors in the estimation of lateral capacity and the evaluation of the seismic performance of structure. In this study, applying a natural frequency estimation method in frequency domain to a dozen traditional wooden structures, recursive estimations of the natural period for the structures are proposed. Ambient vibration test and forced vibration test were performed in the in-situ measurement. Measured acceleration responses of structure are separated into the modal acceleration responses by the independent component analysis and then, the natural frequencies of longitudinal and transverse direction for the traditional wooden structure are estimated from the separated modal responses based on the natural frequency estimation method in frequency domain. The estimation results show that the longitudinal natural frequency are larger than the transverse natural frequency, that is because the longitudinal direction relatively has a lot of connections compared to transverse one. Setting the contact area between column and connection as the parameter which has great effect on the capacity of lateral stiffness model of wooden structures, and by comparison the parameter with the estimated natural frequencies, recursive equation for estimation of natural frequency are calculated by curve fitting. The results are also applicable to the prediction of initial stiffness using the proposed recursive estimation of natural period with the mass per unit area of the roof which also proposed in the study.

참고자료

· 없음