분포하중이 철근 콘크리트 슬래브의 동적 거동에 미치는 영향

본 연구의 목적은 분포하중이 철근 콘크리트 슬래브의 동적 거동 특성에 미치는 영향을 규명하기 위한 것으로 이를 위하여 해석방법으로는 유한요소법이 사용되었고 구조계의 이산화에는 분산 철근층을 갖는 20 절점 비선형 입체 유한요소가 채용되었다. 분포하중의 조건은 단계하중 및 조화하중의 하중강도, 하중의 분포면적 및 진동수를 고려하였다.본 연구에서 얻어진 주요한 결론은 다음과 같다.1. 하중강도가 일정한 경우 하중의 분포면적이 증가함에 따라 변위와 진동주기는 점차로 증가되었다. 하중분포 면적이 전체면적의 16/16 ～1/16으로 변함에 따라 피크에서의 변위는 전체 면적에 하중이 작용할 때의 변위를 기준하여 87.6%, 42.1% 및 5.5% 로서 분포면적이 4/16 이하일 때 변위의 감소가 현저하였고 특히 분포면적이 1/16인 경우에는 진동주기가 현저하게 감소하였다.2. 슬래브에 작용하는 전체 하중의 크기를 일정하게 한 후 분포면적을 다르게 한 경우 분포면적이 작을수록 피크에서의 변위는 크게 나타났고 특히 하중분포 면적이 전체면적의 1/16 및 4/16일 때 변위의 차이는 크지 않았지만 하중분포면적이 전체면적의 9/16 및 16/16 이면 변위의 감소가 현저하였다. 구체적으로 하중분포 면적이 전체면적의 16/16 ～1/16로 감소함에 따라 피크에서의 변위는 각각 3.54 m, 7.17 m, 12.1 m 및 13.5 m 로서 전체 면적에 하중이 분포하는 것을 기준으로 할 때 202.5%, 341.8% 및 381.3% 로서 분포면적이 4/16 이하일 때 변위의 증가율이 현저하였다.3. f(t)= b0sinωt 형태의 조화하중의 진동수가 4～10 Hz 이고 하중진폭(b0)이 1.0～1.6일 때 진폭이 증가함에 따라 변위는 점차 증가하였지만 진동모드는 큰 차이가 없었다. 하중강도에 따른 변위의 증가는 조화하중의 진폭이 1.2～1.4인 경우에는 진동수가 10 Hz인 경우에 그리고 1.6인 경우에는 진동수가 4 Hz인 경우에 더 크게 발생되었다.4. 조화하중의 진동수가 증가함에 따라 변위는 현저히 증가되었다. 조화하중의 진동수를 4～40 Hz 로 변화시켰을 때 피크에서의 변위는 f(t)= 1.0의 단계하중 작용할 때 피크에서의 최대변위의 51.7%, 79.7%, 86.4%, 124.6% 및 279.7% 의 변위가 발생되었다. 조화하중의 진동수가 30 Hz 이상이면 단계하중이 작용하는 경우보다 큰 변위가 발생되었다.5. 조화하중이 작용하는 경우 진동수가 2 Hz인 경우 감쇠의 영향은 나타났지만 일정한 경향을 찾을 수가 없었으며 진동수가 3 Hz 인 경우에는 비감쇠의 경우와 감쇠 5% 인 경우에 진동현상은 거의 일치되었고 감쇠 1% 에서 가장 큰 변위가 발생되었다. 그러나 진동수가 4 Hz 이상이면 감쇠의 영향은 나타나지 않았다.