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Summary
목차
A Table of Contents 13
제1장 서론 18
제2장 국내·외 기술개발 현황 19
제1절 국내의 기술개발 현황 19
제2절 국외의 기술개발 현황 20
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 21
제1절 수평진동 실험 준비 21
1. 고유진동수 21
2. 진동대 22
3. 진동체험실 23
4. 수평진동실험을 위한 설문지 24
제2절 진동테이블을 이용한 수평진동실험 평가 26
1. 자세에 따른 수평진동실험 26
2. 수평진동실험과 국외의 기준과의 비교 41
제3절 건축물의 용도에 따른 진동사용성 평가 44
1. 건축물의 용도에 따른 국외의 진동사용성 평가기준(NBCC 1995) 44
2. 진동대 실험을 통한 허용가속도 평가 44
3. 주거용 건축물과 사무용 건축물의 진동사용성 평가 46
제4절 주요연구결과 50
제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 52
제1절 연도별 연구목표 52
제2절 연구목표 달성도 53
제3절 연구성과 54
제4절 관련기술발전의 기여도 55
제5장 연구개발결과의 활용계획 56
1. 기술적 측면 56
2. 경제·산업적측면 56
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 57
제7장 참고문헌 58
판권기 60
표 3.1-1. 진동테이블의 제원 23
표 3.3-1. 각 진동수별 허용가속도추세선 값(cm/s²) 46
표 3.3-2. 허용가속도(η)를 이용한 진동사용성 평가의 예(η=1.5) 48
〈그림 3.1-1. 건축물의 높이와 1차 고유주기와의 관계〉 22
〈그림 3.1-2. 진동대〉 22
〈그림 3.1-3. 진동대 제어실〉 22
〈그림 3.1-4. 진동하우스 평면도〉 23
〈그림 3.1-5. 진동체험실 외관〉 24
〈그림 3.1-6. 진동체험실 내부〉 24
〈그림 3.1-7. 설문지 내용〉 25
〈그림 3.2-1. 실험시 자세별 사진〉 26
〈그림 3.2-2. 수평진동에 대한 자세별 누적분포도〉 27
〈그림 3.2-3. 자세에 따른 허용가속도추세선〉 28
〈그림 3.2-4. 0.2Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 30
〈그림 3.2-5. 0.3Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 31
〈그림 3.2-6. 0.4Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 32
〈그림 3.2-7. 0.5Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 33
〈그림 3.2-8. 0.6Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 34
〈그림 3.2-9. 0.7Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 35
〈그림 3.2-10. 0.8Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 36
〈그림 3.2-11. 0.9Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 37
〈그림 3.2-12. 1.0Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 38
〈그림 3.2-13. 1.1Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 39
〈그림 3.2-14. 1.2Hz인 경우의 가속도별 피험자의 반응〉 40
〈그림 3.2-15. 지각임계가속도와 일본의 성능평가곡선〉 42
〈그림 3.2-16. 허용가속도와 ISO 6897의 최대가속도(R=1)〉 43
〈그림 3.3-1. 진동체험실 외,내부전경과 실험중인 피험자들의 모습〉 45
〈그림 3.3-2. 각 진동수별 허용가속도에 대한 누적분포도〉 46
〈그림 3.3-3. 각 진동수별 허용가속도추세선〉 46
〈그림 3.3-4. 일본의 성능평가곡선(좌)과 선행연구 된 지각임계가속도추세선(우)〉 47
〈그림 3.3-5. 본 실험결과에 따른 주거용 건축물과 사무용 건축물의진동사용성 평가곡선의 예〉 49
초록보기 더보기
I. 제목
건축물의 풍진동에 대한 설계기준 개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
최근 우리나라는 설계 및 구조기술의 발전과 신건축재료의 개발, 그리고 새로운 공법의 개발 등과 같은 건설기술의 발전에 힘입어 사무용 건축물뿐만 아니라 주상복합 건축물과 같은 초고층건축물의 계획과 건설이 증가하고 있다. 바람에 의한 초고층 건축물의 수평진동이 때로는 과도하게 발생하고 건축물 사용자들에게 불쾌감을 유발시킬 수 있다. 이에 따라 수평안정성을 확보하기 위해 풍하중을 고려한 건축구조시스템이 늘고 있지만, 현재 우리나라의 경우 초고층 건축물의 수평진동에 대한 평가기준이 마련되어 있지 않다.
본 연구에서는 거주자들에게 쾌적한 건축 환경을 제공하기 위해 건축물의 용도에 대한 허용수평가속도의 레벨 제한과 거주자의 자세가 수평진동가속도의 인지에 미치는 영향을 평가하고자 한다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
진동대를 이용한 자세에 따른 허용가속도 평가를 수행하기 위해 진동하우스를 설치하고 실험에 적합한 설문지를 제작한다.
전년도에 수행한 고층건축물의 고유진동수에 따른 허용가속도 평가를 바탕으로 동일 가속도 범위의 거주자의 자세에 따른 예비 실험과 그 결과를 분석하여 보완한 가속도로 본 실험을 수행하여 성능평가곡선을 작성하고, 피험자들이 진동에 견디지 못하게 된 원인과 진동의 느낌을 분석한다.
IV. 연구개발결과
본 4차년도 연구에서는 자세에 따른 진동체험 실험 결과, 앉은 자세보다 누운 자세가 진동에 잘 견디는 것으로 관찰되었다. 진동의 흔들림은 두 자세 모두 대체적으로 부드럽다고 표현하였으나 가속도를 증가하였을 때 앉아있던 사람들은 격렬하고 무너질 것 같은 느낌을 많이 받은 반면, 누워있던 사람들은 부드럽게 진동을 느낀 것으로 관찰되었다. 진동에 대한 반응은 누워있던 사람이 앉아있던 사람보다 가속도가 증가함에 따라 불쾌감을 더 늦게 느낀 것으로 관찰되었다. 하지만 0.3Hz인 경우 가속도가 증가함에 따라 불쾌하거나 진동을 견딜 수 없는 인원이 늘어난 다른 가속도와 달리 가속도의 크기에 따른 뚜렷한 반응 변화가 없는 것으로 관찰되었다. 이러한 점으로 보아 누워있을 때는 건축물의 고유진동수가 낮을수록(건축물의 높이가 높을수록) 피험자들이 진동을 잘 느끼지 못하는 것으로 사료된다. 더불어 실험여건의 한계상 피험자가 진동체험실 안에서 연속적으로 진행된 실험가속도에 적응하여 진동을 견뎌내는데 영향을 준 것으로 생각되어진다.
또한 3차년도에 선행연구 되어진 건축물의 진동수에 따른 지각임계가속도와 허용 가속도의 실험결과를 각각 일본의 성능평가곡선(AIJES-V001-2004)과 ISO 6897(국제기준)과 비교하여 분석하였다. 본 연구의 지각임계가속도와 일본의 성능평가곡선을 비교한 결과 한국의 거주자가 일본에 비해 지각임계가속도가 낮게 관찰되었고, 허용가속도와 ISO 6897의 최대가속도(R=1)를 비교한 결과, 31-40%추세선과 가장 유사하게 나타났다.
건축물의 용도에 따라 풍진동사용성을 평가하고 있는 캐나다기준처럼 본 허용가속도 실험결과의 추세선을 허용가속도비(η)에 의해 주거용 건축물과 사무용 건축물로 가정하여 진동사용성 평가방법을 제시하였다. 허용가속도비(η)란 사무용건축물의 허용가속도를 주거용 건축물의 허용가속도로 나눈 것을 의미한다. 주거용 건축물의 허용가속도추세선에 일정 배를 한 것을 사무용 건축물의 허용가속도 기준으로 산정하는 것이 타당할 것으로 사료된다.
V. 연구개발결과의 활용계획
사회적으로 많이 요구되는 풍진동에 취약한 고층건물의 건설에 기반기술을 제공하고 예비구조설계단계에서 건축물의 거주성능확보를 가능하게 한다. 또 풍진동 설계기준이 마련됨으로써 기존 구조물 및 신축 건축물의 풍진동을 경제적이고 효과적으로 제어할 수 있는 진동저감기술개발 연구의 활성화에 기여한다.
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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