DOI QR코드

DOI QR Code

모드 특성을 이용한 건축 구조물의 강성 및 감쇠 행렬식별

Identification of Stiffness and Damping Matrix of Building Structures using Modal Characteristics

  • 강경수 (동명정보대학교 건축공학과)
  • 발행 : 2004.04.01

초록

본 연구에서는 자유진동, 조화하중, 그리고 백색잡음실험을 통해 얻어지는 진동수, 감쇠비, 모드 벡타와 같은 구조물의 모드정보를 이용하여 강성행렬과 감쇠행렬을 구성하였다. 입력신호로는 지진하중을 모사 하는 바닥판 가속도를 이용하였고, 출력신호는 각층 절대가속도를 사용하였다. 각각의 실험에서 얻어지는 구조물 모드정보의 제한조건과 그에 따른 시스템 식별 모델들의 특성을 비교하였다. 본 연구의 결과는 진동대 실험을 위한 기초적인 동적 실험 및 분석에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

In this paper, the stiffness and damping matrix are experimentally constructed using the structural modal information on frequencies, damping ratio and modal vectors, which are obtained by shaking table tests. Free vibration, harmonic and white noise vibration tests are performed. The acceleration of the shaking table was used as the input signal, and the corresponding accelerations of each floor were measured as output signals. The characteristics and limitations of modal information from each test are compared. The results of this study would be a basic resource of the analytical and experimental studies on the system identification of structures.

키워드

참고문헌

  1. Ljung, L., System Identification: Theory for the User, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1987. 2.
  2. Friswell, M.I., and Mottershead, J. E., Finite Element Model Updating in Structural Dynamics, Kluwer Academic Publishers, Boston, London, 1995.
  3. Herman V. A. and Bart P., "Sensors and Systems for Structural Health Monitoring," Journal of Structural Control, Vol. 10, 2003, pp. 117-125. https://doi.org/10.1002/stc.21
  4. F.T.K. Au, R.J. Jiang, and Y.K. Cheung., "Parameter identification of vehicles moving on continuous bridges," Journal of Sound and Vibration, Vol. 269, 2004, pp. 91-111. https://doi.org/10.1016/S0022-460X(03)00005-1
  5. Dyke, S.J., Spencer Jr., B.F., Quast, P., Sain, M.K., Kaspari Jr., D.C., and Soong, T.T., "Experimental Verification of Acceleration Feedback Control Strategies for an Active Tendon System," Technical Report NCEER-94-0024, State University of New York at Buffalo, Buffalo, NY., 1994.
  6. 주석준, 박지훈, 민경원, 홍성목, "건축구조물의 지진응답 제어를 위한 시스템 식별의 실험적 연구", 한국지진공학회 논문집, 제3권, 제4호, 1999, pp. 47-59.
  7. 민경원, 이상현, 김진구, 이영철, 이승준, 최현훈, "점탄성 감쇠기 적용을 위한 실물크기 5층 건물의 가진 및 시스템 식별", 한국지진공학회 논문집, 제7권, 제3호, 2003, pp. 1-7. https://doi.org/10.5000/EESK.2003.7.3.001
  8. Berman, A. and Nagy, E.J., "Improvement of Large Analytical Model Using Test Data," AIAA Journal, Vol. 21, 1983, pp. 1168-1173. https://doi.org/10.2514/3.60140
  9. Farhat, C. and Hemez, F.M., "Updating Finite Element Dynamic Models Using an Element-by-Element Sensitivity Methodology," AIAA Journal, Vol. 31, 1993, pp. 1702-1711. https://doi.org/10.2514/3.11833
  10. 강경수, 이상현, 주석준, 민경원, "유한요소모델에 기초한 3층 건물모델의 시스템 식별", 03추계학술대회논문집, 한국소음진동공학회, pp. 72-77.
  11. 황재승, 주석준, "구조물의 모드질량추정", 02추계학술대회논문집, 한국구조물진단학회, pp. 115-122.
  12. Li C. and Reinhorn J.C., "Experimental and Analytical Investigation of Seismic Retrofit of Structures with Supplemental Damping: Part II-Friction Devices," Technical Report NCEER-95-0009, National Centre for Earthquake Engineering Research, Buffalo, NY., 1995.
  13. Juang, J.N., Applied System Identification, Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ., 1994.
  14. Alvin, K.F., and Park, K.C., "Second-Order Structural Identification Procedure via State-Space-Based System Identification," AIAA Journal, Vol.32, 1994, pp.397-406. https://doi.org/10.2514/3.11997
  15. Chopra A.K, Dynamics of Structures : Theory and Applications to Earthquake Engineering, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 2000.