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이성경 (전주비전대학교) 박용신 (전주비전대학교) 송상훤 (전주비전대학교) 이웅구 (인천재능대학교)
저널정보
대한건축학회지회연합회 대한건축학회연합논문집 대한건축학회연합논문집 제21권 제3호
발행연도
2019.1
수록면
31 - 38 (8page)

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구조물의 자유진동응답에는 고유진동수와 감쇠비와 같은 구조물 고유의 동특성에 관한 정보가 포함되어 있다. 특히, 변위와 속도에 따라 비선형성이 강한 마찰감쇠가 포함된 구조물과 같은 경우에는 초기진동으로부터 운동이 멈추는 순간까지의 자유진동응답을 분석함으로써 에너지 소산량과 등가점성감쇠를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 마찰감쇠가 포함된 단자유도 및 다자유도 구조물의 자유진동 변위응답과 가속도응답을 분석하였다. 단자유도 구조물에 대해서는 주어진 초기조건에 대해서 마찰감쇠의 영향으로 인해 운동이 정지하는 사이클의 수, 영구변위와 가속도를 이론적으로 유도하고 이를 수치해석적으로 검증하였다. 또한, 점성과 마찰감쇠를 동시에 고려한 다자유도 구조물의 모드좌표계 변환을 이용한 자유진동응답을 분석하였다. 마찰력은 구조물의 층간에 작용하고 층간속도에 따라서 부호가 변화하기 때문에, 층간변위 좌표계를 이용하여 전체 다자유도 구조물의 운동방정식을 구성하였다. 비대각행렬로 표현된 구조물의 질량, 점성감쇠 및 강성행렬은 대각행렬로 변환하고 모드직교성을 적용하여 모드응답을 구하였다. 최종적으로, 모드직교성에 의해 분리된 단일모드의 응답을 중첩시켜 물리적인 좌표계로 변환한 응답이 원래의 층간변위계 구조물의 응답과 정확히 일치하는 것을 확인하였다.

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