중앙대학교 진동계측실험 A+ 리포트 - TMD, TLD 설계 예비 보고서

목차

1. 동조질량감쇠기(Tuned Mass Damper, TMD)의 원리
2. 동조액체감쇠기(Tuned Liquid Damper, TLD)의 원리
3. 동조질량감쇠기(Tuned Mass Damper, TMD)의 사용 사례
4. 동조액체감쇠기(Tuned Mass Damper, TMD)의 사용 사례

본문내용

1. 동조질량감쇠기(Tuned Mass Damper, TMD)의 원리

일반적으로 진동제어를 목적으로 사용되고 있는 감쇠기는 구조물이 외력을 받아 변형을 일으킬 때 발생되는 에너지를 어떠한 형태로 처리하느냐에 따라 소산기와 흡수기로 구분할 수 있습니다.
처리형태에 따른 가쇠기의 적용 예로는 소산기로는 감탄성감쇠기가, 흡수기로는 동조질량감쇠기가 대표적입니다. 대표적인 진동흡수기인 동조질량감쇠기의 원리를 단일 자유도계 시스템에서 설명하고자 합니다.

1) 진동흡수기의 원리

외력을 받을 경우 건물에서 발생하는 변형에너지의 일부를 감쇠기가 흡수함으로써 건물의 변형에너지를 저감한다는 것이 진동흡수기의 가장 기본적인 원리입니다. 대표적인 진동흡수기인 동조질량감쇠기의 정의와 적용성에 대해 보다 자세히 보겠습니다.

가. 동조질량감쇠기의 정의

동조질량감쇠기는 진동을 저감시키고자 하는 주구조물에 부착시키는 간단한 질량-탄성스프링의 시스템입니다.

주구조물에 부착되어 외력에 대한 주구조물의 진동에너지를 흡수하여 진동을 저감시키는 장치이며, 위 그림에서와 같이 시스템으로 표현할 수 있습니다.
여기서 및 는 구조물의질량, 감쇠, 강성 및 변위를, 및 은 TMD의 질량,감쇠,강성 및 변위를, 는 구조물에 작용하는 하중을, 는 가진 진동수를 말합니다. 주구조물에 외부 하중이 가해질 때 동조질량감쇠기의 고유진동수를 하중의 진동수에 동조시켜 줌으로써 주구조물의 진동을 동조질량감쇠기가 흡수하여 진동을 저감시킨다는 원리입니다.

나. 동조질량감쇠기의 적용

동조질량감쇠기는 기계공학 등에서 응용이 많이 되고 있는 동흡진기(Vibration absorber)의 원리를 건축 및 토목 구조물에 적용한 것으로 주구조물의 진동제어를 목적으로 사용되는 수동제어장치입니다. 건축 및 토목 구조물은 진동을 감소시켜주는 자연적인 감쇠력이 극히 적기 때문에 다양한 동적하중에 의해 과다 진동이 발생할 수 있습니다.
이러한 진동을 저감시키기 위하여 구조물의 질량과 강성을 변화시키는 방법이 적용되어 왔으나 최근에는 구조물의 감쇠력을 인위적으로 증대시켜 주는 적극적인 방법이 이용되고 있습니다.

참고자료

· 한국소음진동공학논문집 제 24권 제 9호, 차운용,전종균,박상곤,한현희
· 한국공간구조학회지, 안상경
· 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집, 최석정,유문식,안상구,박찬희
· 한국지진공학 2006년도 학술대회 논문집, 하동호,김용규,이창형,유문