하부기둥에 따른 아치구조물의 고유주기 변화에 관한 실험적 연구

Experimental Study on Natural Period for Arch Structure with Column

기존에 공간구조물의 동적거동에 관한 대부분의 연구는 수치해석적 방법을 이용하여 지붕구조의 동적거동 파악을 위주로 하고있다. 그러나 실제 공간구조물의 지붕구조는 기둥 또는 벽체와 같은 하부구조에 의해 지지되므로 지진발생시 상부구조의 동적거동은 하부구조에 따라서 많은 영향을 받는다. 본 연구에서 아치구조물에 대한 하부 기둥구조의 재질을 황동과 폴리카보네이트로 하고 각각의 단면 및 길이 변화와 상부 지붕구조의 추가질량에 따른 고유주기 변화특성을 파악하고자 한다. 기둥의 강성 및 추가질량의 변화에 대하여 고유주기의 변화율이 상대적으로 크게 나타났다. 즉 하부 기둥구조의 강성이 상부 지붕구조의 강성과 비교하여 매우 큰 경우에 기둥구조의 강성변화나 지붕구조의 질량변화에 따른 공간구조물의 고유진동수 변화가 거의 없다.

The previous studies for dynamic behavior of spatial structure have been zoomed in on roof structure by numerical analytic method. But the roof structure of real spatial structures is supported by lower structure as column and wall. So, when earthquake is occurred, it is predicted that dynamic behavior of roof structure is affected by lower structure. Therefore, on this study, natural period characteristics of arch structures are analyzed according to section, length and the modulus of elasticity of brass column and polycarbonate column and additional mass of roof structure by the scale-down model of arch structure as the most simple structure of spatial structures. The changes of natural periods are generally alike. But, when Polycarbonate column is connected to roof structure, the change of natural period for change of section is relatively large. That means that change of section and section and length of column and additional mass of roof structure have less influence on change of stiffness because the modulus of elasticity of brass is relatively large.