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제안 방법
- 매설관의 최대 변형률 발생위치 산정을 위해 단부 경계조건과 매설관의 종류에 대하여 전파속도(V) 300m/sec, 지반진동수 Q) 10rad/sec, 파장(入) 188.5m일 경우와 전파속도 (V) 2000m/sec, 지반진동수(3)5rad/sec, 파장(入) 2, 513.27m 그리고 전파속도(V) l, 000m/sec, 지반진동수(8) 30rad/sec, 파장(入) 209.44m인 3가지 경우를 적용하여 해석하였다. 표 15와 표 16에서는 위 조건에 대해 해석한 결과를 콘크리트관, 강관과 FRP관에 각각의 경우를 나타내었으며 대표적으로 일단고정-일단자유 단부경계조건에 대해 나타내었다.
- 고유진동수는 지반의 강성뿐 아니라 매설관의 단위길이당 질량, 강성(축방향 및 축직각방향), 길이와 재료의 물성치 등과 같은 변수에 영향을 받는다. 이러한 영향을 평가하기 위해 콘크리트관과 강관, FRP 관에 대하여 해석하였다. 이러한 해석은 어느 변수가 고유진동수에 가장 큰 영향을 미치는가를 알 수 있게 해주며 매설관의 종류에 따른 영향을 확인할 수 있다.
- 산출한다. 이후 단부경계조건에 대해 경계조건을 대입하여 모드형상과 고유진동수 산정식을 구한다.
- 일시적 응답과 정상상태 응답의 명확한 비교와 단부 경계조건에 대한 검토를 위하여 매설관의 중앙지점을 택하여 해석을 수행하였다. 첫 번째 모드에 대한 지반-구조물의 상호작용에 의한 감쇠비(灯)는 80%를 적용하였고 전파속도(V) 100m/sec~2, 000m/sec를 적용하였으며, 지반진동수(3)는 100rad/sec를 적용하였다.
- 일시적 응답과 정상상태 응답의 명확한 비교와 단부 경계조건에 대한 검토를 위하여 매설관의 중앙지점을 택하여 해석을 수행하였다. 첫 번째 모드에 대한 지반-구조물의 상호작용에 의한 감쇠비(灯)는 80%를 적용하였고 전파속도(V) 100m/sec~2, 000m/sec를 적용하였으며, 지반진동수(3)는 100rad/sec를 적용하였다. 매설관의 변위응답은 지반변위 Im당의 응답으로서 무차원이다.
- 이러한 해석은 어느 변수가 고유진동수에 가장 큰 영향을 미치는가를 알 수 있게 해주며 매설관의 종류에 따른 영향을 확인할 수 있다. 축방향 및 축 직각 방향 지반강성은 연약지반에 대한 값을 택하여 해석에 적용하였다(Larbi, 1995). 결과를 나타내는 그래프는 일단 고정-일단자유 단부경계조건에 대하여 대표적으로 나타내었다.
- 콘크리트관과 강관, FRP관에 대해서 축방향과 축 직각 방향에 대한 일시적 및 정상상태 변위응답을 검토하였다. 일시적 응답과 정상상태 응답의 명확한 비교와 단부 경계조건에 대한 검토를 위하여 매설관의 중앙지점을 택하여 해석을 수행하였다.
- 표 2에서는 축방향 자유진동과 동일한 방법으로 축 직각 방향 자유진동에서 고려되는 양단자유, 양단고정, 일단고정 -일단자유, 양단롤러, 양단힌지, 일단힌지-일단롤러 단부 경계 조건에 대해 고유진동수와 모드형상 산정식을 나타내었다.
이론/모형
- 필요하다. Clough 등(1979)이 제시한 자유진동에 대한 지배 미분방정식을 이용하여 여러가지 경계조건에서의 진동 모드형상 및 고유진동수를 산정할 수 있는 식을 유도하였다.
- 매설관을 탄성기초 위에 놓인 보로서 해석하였으며, 이러한 연구방법은 해석의 간편성과 정확성을 바탕으로 O'Rourke 등 (1978), Hindy와 Novak (1980), Zerva 등(1988), Larbi (1995)의 연구에 사용되었고 축방향 자유 진동을 지배하는 미분방정식은 다음과 같다(Clough 등, 1975; Zerva 등 1988; Larbi, 1995).
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