건물 진동

건물의 진동 피해

정의

건물 진동은 DIN 4150-3 표준에 따라 사람에게 불편을 주거나 구조물에 손상을 줄 수 있는 잠재적인 고체물체의 기계적 진동으로 정의됩니다.
DIN 표준에 따르면 손상은 구조물 또는 그 구성요소 중 하나의 내구성을 감소시키는 진동의 영구적인 영향입니다.

건물 및 지반진동 효과:

  • 균열및파손과같은피로손상을포함한건물구조손상,
  • 민감한전자장비및예술작품을포함한건물내용물의손상,
  • 인간의편안함에대한방해,
  • 건물요소또는내용물의구조적소음및2차덜걱거림과같은가청효과

각각의 경우에 적절한 장비를 사용하여 진동에 대한응답을 평가하고 필요한 표준과 비교해야 합니다.

진동원

ISO 4866 표준은 진동소스를 주변환경에서 진동을 일으키는 단순 또는 다중고체, 액체 또는 기체본체로 정의합니다. 일반적인 진동소스는 다음과 같습니다:

  • 건설현장및굴착장비,
  • 철도및도로교통(가장일반적인출처),
  • 산업기계유도진동,
  • 기계장비,
  • 대형차량, 항공기, 기계장비또는발파에서방출되는저주파, 공기중압력파.

 

 

 

건물 진동 측정

측정

건물의 진동을 측정하는 방법은?

구조물에서 발생하는 진동은 가속도계, 변위변환기 또는 속도변환기를 사용하여 직접감지 할수 있습니다. 측정은 측정전체에 걸쳐 가중치가 부여되지 않은 신호(입자속도신호)의 최대절대값인 최고입자속도 입니다.

DIN 4150-3에 따라 전체구조물의 측정은 두 개의 수평방향에서 측정된 최상층 바닥진동 속도를 기반으로 해야 합니다. 최상층 수평진동을 평가하는 대신 건물기초에서 측정을 수행할 수도 있습니다.

건물내용물 진동을 측정하는 방법은?

건물의 민감한 물체에 영향을 미치는 진동은 가속도계 또는 벽이나 바닥 진동을 측정하는 속도변환기를 사용하여 평가 됩니다. IEST 표준에 따라 1/3 옥타브대역 에서 진동속도의 RMS는 건물의 민감한 장비에 대한 바닥 진동효과를 측정하는데 사용됩니다.

건물의 진동에 대한인간의 지각은 어떻게 측정 할 수 있나?

바닥진동에 대한인간의 노출은 가속도계 또는 속도변환기를 사용하여 평가 됩니다 .ISO 표준에 따라 진동하는 바닥에 대한 인간의 반응에 대한 일반적인 측정은 진동 가속도 또는 속도의 PEAK 및 RMS 또는 진동가속도의 VDV입니다.

인간이 감지 할 수 있는 진동수준이란?

ISO 2631-1에 따르면 0.015m/s2의 진동 PEAK 가속도는 건물 거주자에게 허용되는 진동 수준입니다. 바닥진동이 이 수준보다 약간만 높으면 건물거주자가 불평할 가능성이 높습니다. 실제로 건물 사용자가 감지 할 수 있는 진동범위는 0.01m/s2 ~ 0.02m/s2 PEAK입니다.

미국  FTA(연방교통국) 및 FRA(연방철도국)는 진동 속도에 대한 인간의 인식에 대해 0.045~0.08의 낮은 진폭한계를 언급합니다

독일 DIN 4150-2 표준은 인간에 대한한계를 0.1KB로 설정합니다. 여기서 1KB는 지각 가능한 진동 속도의 가중 RMS의 1mm/s로 참조됩니다.

건축물의 진동 기준 구조적

진동측정에 대해 가장 잘 알려진 표준은 ISO 4866, 영국 BS 7385-2 및 독일 DIN 4150-3입니다. 이 세가지 표준은 모두 PPV(Peak Particle Velocity) 방법과 FFT를 사용하여 주 주파수를 정의합니다.

PPV와 주 주파수란?

PPV 피크 입자속도 및 DF(주 주파수)에 대한방법은 독일표준 DIN 4150-3에 설명 되어 있습니다. PPV는 진동속도 시간영역 신호의 진폭의 최대값 입니다. PPV의 우세한 주파수를 감지하려면 FFT 분석을 수행해야 합니다. 이러한 분석의 결과는 PPV 값과 각축(X, Y, Z)에 대한 해당 Dominant Frequency입니다. PPV와 DF의 각 쌍은 진동 한계곡선과 비교되는 점 좌 표로 사용됩니다.

기준 및 제한

표준 DIN 4150-3은 구조물에 대한 손상 및 영향을 피하기 위해 충족 되어야 하는 값을 정의합니다. 1Hz ~ 100Hz의 주파수 범위에서 건물유형에 따라 다른 PPV 제한을 적용:

  • 20mm/s ~ 50mm/s – 까지  –  상업용 및 산업용건물에 사용되는 건물의 경우,
  • 4mm/s ~ 20mm/s – 주거용 건물의 경우,
  • 3mm/s ~ 10mm/s – 진동에 민감한 건물의 경우

영국표준 BS 7385-2

BS 7385-2는 다양한 공통 소스로 인한 건물의 진동 유발손상 가능성 평가를 안내합니다. 고려되는 일반적인 진동소스 에는 발파, 철거, 말뚝박기, 지반처리(예: 다짐), 건설장비, 터널링, 도로 및 철도교통, 산업기계 유도진동이 포함 됩니다.  건물 구조가 손상 될 수 있는 진동수준에 대한지침을 제공합니다. 건물에 대한진동의 직접적인 영향만 고려됩니다.  지면 움직임으로 인한 건물구조에 대한간접적인 영향, 건물 내 느슨한 물체의 움직임, 민감한 장비의 손상가능성 및 사람에 대한 진동의 영향은 이 표준의 범위를 벗어 납니다. 인공적인 공통 소스에서 발생하는 최저 주파수는 1Hz이고 기계 또는 단단한 지면에 대한 근접건설발파에서 예상되는 최고주파수는 1000Hz입니다,  그러나 가이드 값을 선택하려면 4Hz ~ 250Hz의 보다 제한된 범위가 고려됩니다.

BS 표준은 두 가지 유형의 건물을 가리킨다.

  • 강화 또는 프레임 구조산업 및 대형 상업용 건물,
  • 비보강 또는 경량프레임 구조주거용 또는 상업용 건물.

단기 및 장기진동

표준 DIN 4150-3은 진동을 다음과 같이 나눕니다.:

  • 단기진동, 피로를유발할만큼자주발생하지않고평가된구조에서공진을일으키지않는진동,
  • 장기진동, 단기진동으로분류할수없는모든진동유형입니다.

진동에 대한VC곡선이란?

RMS  진동속도의   1/3 옥타브밴드로  표현되는  VC진동기준곡선은  진동에  민감한  장비의 측정을  위해  미국표준IEST에서  사용하는  진동한계 입니다.

RMS진동속도로 표현되는 1/3옥타브밴드  VC Vibration Criterion 곡선을 사용하는 미국표준(IEST)을 충족하기 위해 1/3옥타브밴드방법은 각 밴드의  RMS 결과를 한계곡선과 비교합니다. 따라서 실제로 점(PPV, DF)이 위치하는 FFT방법과 달리 곡선에 대해서 전체스펙트럼이 비교에 이용된다.

진동모드란?

진동모드는 많은 지점과 다양한 움직임 진폭이 있는 시스템이나 구조물에 적용될 때 진동하는 방법 또는 진동패턴 입니다.
진동모드 의 두 가지 요소는 진동의 시간변화 와 구조물 전체의 운동진폭의 공간적 변화 입니다

 

 

 

측정

장비(기기)

진동 측정기

진동측정을 수행하는데 사용되는 기기는 DIN 45669-1에 지정된 요구사항을 충족해야 합니다.
구조물에서 발생하는 진동은 가속도계, 변위변환기 또는 속도변환기를 사용하여 직접 감지할 수 있습니다.

 

 

 

PPV 탐지

Peak Particle Velocity는 측정기간 동안 가중되지 않은 신호(입자속도신호)의 최대 절대값 입니다.

 

 

 

진동 선량값

VDV는 가중된 순간 진동가속도의 4제곱의 적분으로 측정되며 충격 및 간헐 진동의 평가에 사용됩니다(BS 6472:1).

 

 

 

SvanNET 클라우드

SvanNET은 측정데이터, 진동 분석 및 보고서에 직접 액세스 할 수 있는 클라우드 솔루션 입니다.

 

 

 

건물 진동 모니터는 표준 DIN 45669-1의 요구사항을 충족해야 합니다.
이 표준은 진동측정시스템(진동계)에 대한요구 사항을 지정하고 노력과 정확도 측면에서 등급이 매겨진 검증절차를 지정합니다.
진동측정기는 건물 또는 건물이 사람에게 영향을 미치는 기계적 진동을 측정하기 위해 진동제어분야에서 사용할 수 있습니다.
건물진동계는 진동변위, 진동속도(입자속도) 또는 진동가속도(입자가속도)를 일정시간 동안 측정하여 기록한다.
검출한계는 최대입자 속도에 대해 0.05mm/s를 넘지 않아야 합니다.

 

 

 

기타

건물 및 지반진동




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