구조물의 고유 주파수 측정

 

구조물의 고유 주파수 측정

 

영신컨설턴트 (02) 529 8803 2011.12

 

 

내진설계시 지반과 구조물의 고유주기가 유사하면 공진이 발생하여 구조물의 피해가 증가한다. 따라서 설계시 현장지반의 고유 주파수를 측정하고 구조물의 고유 주파수를 산정하고 구조물 시공 후 구조물의 고유 주파수를 측정한다.

 

이태리 3개 유명한 구조물과 1개의 현대식 건물에 대하여 상시진동에 의한 구조물과 현장지반의의 고유 주파수를 측정하여 공진가능성을 평가한다.

 

 

구조물의 위치 왼쪽 구조물, 우측 위성사진 , 화살표 남북방향  (인접건물은 구조물의 높이의 1/10높이 이하)

 

 

■ 4개 구조물의 시공일 크기와 측정일

 

구조물	시공년도	높이(m)	폭(m)	폭/높이	측정 2009년 월 일
Pisa의 사탑	1173	57.0	15	0.26	3.31
Asinelli Tower	1119	97.2	12	0.12	2.13
San Marco Bell Tower	1902	98.6	12	0.12	2.10
Residential Building	2002	50.0	40	0.80	7.01

 

 

■ 구조물과 지반의 고유주파수

 

구조물	구조물의 주파수 (Hz)	인접지반 주파수 (Hz)	공진	지반	전단파속도 m/s
피사의 사탑	1.1	0.4	가능	점토	150
Asinelli tower	0.3	0.7	가능
San Marco Bell Tower	0.7	no clear peak		silty clayey
residential building	1.2	no clear peak

 

 

4개 구조물(수직 점선)과 인접 지반의 고유주파수

 

4개 구조물의 층별 수평 진동속도 NS EW 방향

 

 

Case I : The Leaning Tower of Pisa Structure

 

 

 

 

피사의 사탑 주파수 층별 1차 mode(좌) NS 1Hz EW 1.1 Hz 2차 mode(우) NS 6.6 Hz EW 6.7 Hz

 

 

 Case II: The Asinelli Tower in Bologna Structure

Asinelli tower 첫 번째 층에 대한 각층의 수평성분 비

EW 0.3Hz NS 1번째 모드 0.35Hz 2번째 모드 6.4Hz

 

 

Case III: The San Marco Bell Tower in Venice

San Marco Bell Tower. 첫 번째 층에 대한 각층의 H/V

NS 0.7Hz EW 1st mode 4Hz 2nd mode 9Hz

 

 

 Case IV: A Large Residential Building

the residential building. 첫 번째 층에 대한 각층의 비 NS 1.2Hz peak

 

 

 

 

좌 지층이 다른 지반의 H/V와 수직성분 속도,

우 인접건물의 영향에 의한 지반의 H/V와 수직성분 속도

 

 

참고문헌

The Cases of Three Famous Towers and a Modern Building by Silvia Castellaro and Francesco Mulargia. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 100, No. 5A, pp. 2080–.2094, October 2010,