안녕하십니까 교수님
저는 구조설계회사에 다니고 있는 2년차 사원 권경주라고합니다.
얼마전 부터 구조동역학을 교수님의 책(3판)으로 공부하기 시작하였습니다.
앞에서 부터 안하고 6장지진부터 보면서 모르는게 생기면 앞에 이론들도 보는 식으로 하고있습니다.
제가 아직 모르는 게 너무 많아 제대로된 질문을 하는 건지도 의심되어 조심스럽습니다.
하지만 혼자 고민하다가는 앞으로도 모를거 같아 질문드립니다.


지금은 부지응답해석 부분을 보는 중입니다.
SHAKE 계열 프로그램으로 부지응답 해석을 수행하여 표면에서의 증폭된 가속도를 확인하고
이 결과를 일반적인 유한요소 프로그램에서도 구현할 수 있는지 궁금하여 해보고 있습니다.
최종적으로는 SSI를 해보고 싶어서 공부를 시작했습니다.
제가 생각한 과정은
- 첫째 부지응답해석(등가선형) 프로그램의 결과 확인
- 둘째 유한요소프로그램에서 지반을 2D 탄성체로 모델링(기반암 윗부분)후 모델링 최하단에 가속도시간이력을 주어 시간이력해석 수행.
- 셋째 부지응답에서의 표면 가속도 결과와 유한요소 모델링에서 표면 가속도의 결과가 유사한지 확인
- 넷째 지반 모델링에 구조물을 모델링 후 시간이력해석 수행
입니다.
제가 너무 단순하게 생각했는지 두번째부터 잘 안됩니다.
지반을 탄성체로 모델링하고 흡수경계요소를 사용한 뒤 시간이력해석을 해봤지만 지표면에서의 가속도 값이 부지응답결과와 비교해 보는 게 무의미할 정도로 상이하게 나왔습니다. 그래서 지반모델링을 하는 방법에 문제가 있는것으로 생각했습니다. 지반위 혹은 내부에 구조물 모델링은 아직 해보지도 않았습니다.

세 가지 어려움이 있는데 아래와 같습니다.
* 지반의 크기와 경계조건
- 구조동역학 책의 지중구조물 지진해석 부분으로 보면 지중구조물과 비교하여 지반모델링 범위와 경계조건이 설명된 부분이 있습니다. 지중구조물과의 비율로 지반의 크기를 정했는데 그냥 부지응답해석이나 지반위의 구조물을 해석할때는 어느정도로 해야하는지 모르겠습니다. 그리고 진동수영역해석법을 사용하였는데 시간이력해석보다 더 적절하기 때문에 그 방법으로 사용된건지 궁금합니다.
- 지반 크기에 따라서도 지표면에서의 가속도 값이 달라지는데 부지응답해석결과(SHAKE)와 비슷한 결과가 나오는 크기를 찾아가야 하는건지도 궁금합니다.
- 경계조건의 경우 제가 지금 사용하는 프로그램(Abaqus)에 무한요소가 있는데 이를 흡수경계라고 생각해 적용하여 해석해보고있습니다.
* 감쇠비 구하는 방법
- 지반에도 감쇠비가 있을것으로 생각됩니다. 구조해석 시에는 Eigenvalue해석 후 Rayleigh damping을 구해서 적용했는데 지반에서는 크기에 따라 Eigenvalue해석결과도 다를 것으로 생각되고 Rayleigh damping을 적용하는것도 맞는 건지 모르겠습니다.
* 지반 요소 종류(동적해석시)
- 일반적인 Elastic요소와 Plastic(Mohr Colomb)요소로 해보았는데 Plastic 요소를 사용시 변위가 상식적으로 나오지 않아 Elastic요소로 해야한다고 생각했습니다. 하지만 흙을 탄성체로 보고 하는 것도 맞는지 의문입니다.


제가 무슨 생각으로 질문을 시작했는지 다 설명드리고 싶어서 글이 두서없이 길어졌습니다.
공개된 공간에서 질문받고 지식을 공유해주신다는 것에 대해 항상 감사하게 생각하고 있습니다.
앞으로 종종 질문올려도 될까요?

즐거운 성탄절 되세요. Merry Christmas!!