버페팅 해석버페팅 응답(또는 거스트응답)은 바람의 변동에 기인된 변동공기력의 작용에 의한 불규칙 진동입니다. 장대교량의 내풍설게에 있어서 버페팅응답은 변동 풍하중 문제로 취급되며 랜덤 이론(random theory)에 따른 최대 버페팅 응답의 기대값이 구조 설계에 반영됩니다. 특히 시공 중의 교량은 완성 단계에 비해 구조적 강성이 떨어지므로 바람에 취약할 것으로 판단되는 시공단계에 대해서 평균 풍속에 의한 정적 변형과 변동 풍속에 의한 버페팅 응답을 계산합니다. 이러한 버페팅 응답 해석에는 구조 모델링, 공기 역학적 데이터, 풍하중 데이터 등이 입력자료로 사용된다. 버페팅해석을 통해 얻어지는 주요 결과는 다음과 같습니다.
▣ 주형 및 주탑의 버페팅응답 ▣ 시공단계별 버페팅응답 검토 ▣ 풍향별 내풍안정성 검토 ▣ 내풍케이블 등의 제진방안 필요성 검토 및 제안 |
|
|
플러터 해석Old Tacoma Narrows Bridge 의 붕괴 원인이었던 플러터 현상은 구조계의 응답에 의해 단면 주위의 유동장이 변화하면서 생성되는 자발공기력(self-excited force)이 유체력으로 feedback 되어 지속적으로 보강형에 운동에너지를 공급함으로써, 그 응답이 발산하게 되는 진동현상입니다. 이러한 플러터의 발생은 곧 구조물의 붕괴를 초래할 수 있기 때문에, 장대교량의 설계에서는 보강형의 플러터 발생 풍속이 설계 풍속에 비해 충분한 안전율을 가지도록 설계되어야 합니다.
장대교량의 플러터 발생풍속을 구하기 위한 해석적 방법으로는 일반적으로 모드상호간의 합성효과를 고려하는 다중모드 플러터 해석방법이 사용됩니다. 플러터해석을 수행하기 위해서는 비정상 공기력를 표현하는 플러터계수의 확보가 필수적이며, 정확한 플러터계수의 산출을 위해 강제 가진실험이 주로 수행되고 있습니다. 이러한 플러터 해석을 위해서는 구조모델링, 공기역학적 데이터(특히 정확한 플러터계수의 확보가 중요), 풍하중 데이터 등이 입력자료로 사용됩니다. |