"가장 작은 값을 구조물의 기본 고유진동수라 하여, 구조물의 동적 특성을 나타내는 중요한 척도로 사용된다(구조동역학, 김두기, 2009, p218)."
상용프로그램으로 교량의 고유치 해석을 수행하여 교량의 각 모드 별 형상과 고유주기(또는 고유진동수)를 산정하였습니다. 첨부자료: 구조해석결과 modes 1 – 5
Q1. 이 교량구조물의 고유진동수는 mode 1을 적용하는 것이 맞는가요?
A1) 목적에 따라 다릅니다. 첨부한 모드를 보니, 1(교축직각방향), 2(교축방향), 3(회전방향)번 모드는 구조물의 변형이 발생하지 않는 강체 운동입니다. 따라서 4, 5번 모드가 구조물의 변형과 관련된 모드입니다.
Q2. 이 구조물에 차량 재하시험을 수행하였다면, 차량 재하시험에 합당한 고유진동수는 무엇인가요?
A2) 4번째 모드는 휨변형(일반적인 변형), 5번째 모드는 비틀림변형입니다.
Q3. 설계기준의 질량 참여율 90%는 무슨 의미인지 모르겠습니다.
A3) 모델링한 구조물의 거동을 온전히(즉, 100%) 나타내려면, 자유도 개수만큼의 구조물의 모드개수가 필요합니다. 그러나 모든 모드를 사용하면, 시간과 비용이 많이 소요되므로, 일부 모드만을 선별적으로 선정하여 계산 효율을 높입니다. 저차모드의 질량참여율이 크다는 점을 감안하여 선별된 전체 모드의 질량참여율이 90%를 넘도록 일부 저차모드 만을 선정하여 구조해석을 수행하면 적절한 정확도의 효율적인 계산을 수행할 수 있습니다.
Q4. 90%이상이 될 때가 구조물의 고유진동수로 하라는 말인가요?
A4) 질량참여율 90%란 모드해석을 수행할 때 사용하는 모드의 개수를 선정할 때 사용하는 기준입니다.