건축/환경에너지

Nikkei Architecture_2022.11.24 뉴스 기술 (p11)

제진 장치의 사양과 배치를 AI로 최적화
TMD 설치 대수를 줄여 바닥 진동을 효율적으로 저감

다이세이건설(大成建設)은 AI(인공지능)를 이용해 제진 장치의 일종인 TMD(Tuned Mass Damper)의 사양과 배치를 최적화하는 시스템 'T-Optimus TMD'를 개발. 이 시스템을 이용하여 설계함으로써 TMD의 설치 대수를 줄이고 사무실 등의 바닥 진동을 효율적으로 저감할 수 있다고 9월 27일, 발표했다.

지금까지 TMD 설계에서는 바닥 슬래브 위의 TMD를 1대의 큰 TMD로 간주해 계산해왔다. 1대의 TMD에 대해서는 스프링의 경도와 감쇠재 성능의 최적치를 구하는 이론이 확립되어 있지만, 이 방법으로는 복수의 TMD에서 최대의 제진 효과를 얻기 위한 답을 얻을 수 없기 때문이다.

이로 인해 TMD를 많이 설치할 필요가 있어 비용이 더 증가했다. 다이세이건설은 T-Optimus TMD에서 생물의 진화 과정을 모방해 방대한 파라미터의 조합으로부터 최적 해를 도출하는 ‘진화 계산’을 채택. 복수의 TMD에 대한 스프링과 감쇠재의 성능을 최적화했다.

다이세이건설은 철골조 2층 규모의 공장 사무소 건물을 통해 그 효과를 검증. 지금까지의 설계 방법에서는 10대가 필요했지만, 6대만으로도 동등한 제진 효과를 얻을 수 있다는 것을 확인했다고 한다.

구체적으로는, 지금까지 TMD가 가장 크게 진동하는 '동조(同調) 진동수'가 8.1Hz인 제품 10대를 사용했던 것을 T-Optimus TMD를 이용한 설계를 통해 7.8Hz와 8.3Hz인 제품을 각각 3대씩 사용해도 같은 효과를 얻을 수 있었다.

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