Mode Localization in Multispan Beams with Massive and Stiff Couplers on Supports

지점 위에 질량과 강성이 큰 연결기를 갖는 다경간 보의 모드편재

The influences of the coupler consisting of stiffness and mass between neighboring two spans on mode localization are studied theoretically, and the results are confirmed by numerical examples. The mass of the coupler makes a structure sensitive to mode localization especially in higher modes while the stiffness does in all modes. A new type of delocalization phenomenon is observed for the first time in some modes for which mode localization does not occur or is very weak although structural disturbances are severe. A spring-mass system consisting of two substructures and a coupler connecting them is considered in the part of analytical study. As example structures for numerical analysis. simply supported continuous two-span beams with a coupler having a rotational stiffness and a mass moment of inertia on the mid support are considered.

본 연구에서는 이웃한 두 경간 사이에 있는 질량과 강성을 갖는 연결기가 모드편재에 미치는 영향을 해석적으로 분석하고 수치예제를 통해 그 결과를 검증하였다. 연결기의 강성이 구조물의 모든 고유모드를 모드편재에 민감하게 만드는 반면 연결기의 질량은 고차모드의 민감도를 심각히 증가시킨다. 또한 본 연구에서는 일부 고유모드에서 새로운 형태의 반편재현상을 관찰하였다. 반편재현상이 발생하는 모드에서는 경간 사이의 연성이 매우 약하고 구조 변화가 심각하게 발생하더라도 모드편재 현상이 발생하지 않거나 발생하더라도 매우 미약하게 나타난다. 해석적 분석에서는 연결기를 사이에 두고 있는 두개의 부구조물을 단순화 시킨 강성-질량 시스템을 대상으로 하였다. 수치예제에서는 중간 지점에 회전강성과 회전질량을 갖으며 단순지지된 이경간 연속보를 해석하였다.