[Q]

구조동역학을 공부하고 있는 학생입니다.

지진하중과 풍하중을 공부하고 있던 중 문득 궁금함이 생겨 이렇게 문의 드립니다.

동일한 구조물에 지진 또는 풍하중에 의한 진동이 발생할 때,

이 구조물이 가지고 있는 고유진동수 및 고유주기는 지진이 왔을때나 풍하중이 왔을때나 동일하다고 보는게 맞는건가요?

구조물이 가지고 있는 고유주기가 있고 어떠한 외력에 의해서 공진의 범위가 달라진다고 생각하고 있습니다.

 

[A]

수치모델에서 구조물의 고유주기는 구조물의 질량과 강성의 비율로 외력에 의해 변하지 않습니다.

그러나 실제 계측된 구조물의 고유주기는 변동합니다.

다양한 파라메터에 영향을 받습니다.

 

예1)

온도에 의한 강성의 변화가 고유주기에 영향을 줄 수 있습니다.

사계절 온도에 따라 강성이 변하고 이에 따라 구조물의 고유주기는 변합니다.

 

예2)

수중 구조물의 경우, 물을 먹은 구조물의 중량은 물을 먹지 않은 구조물의 중량에 비해

매우 둔중합니다. 따라서 수치해석과는 다른 고유주기를 갖습니다.

 

예3)

동일한 구조물이라도 부재의 변형률에 따라 부재의 강성은 변합니다.

지진과 바람에 의한 구조물의 주요 변형 형상은 다를 수 있습니다.

즉, 외력의 특성에 의한 구조물의 고유주기도 다르게 나타날 수 있습니다.

 

실제 해석에서는 이러한 다양한 인자들을 고려하기가 어렵습니다.

따라서 많은 가정을 통해 단순화된 모델을 사용하고 보수적인 결과를 얻습니다.