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본 연구는 각종 매설관의 경계조건에 따른 동적 거동에 대한 연구이다. 축방향 및 축직각방향에 대한 거동을 조사하였다. 매설관은 탄성기초 위에 놓인 보요소로 모형화하였고, 지진파는 정현파 형태의 지반 변위로 적용하였다. 매설관의 고유진동수와 모드 형태 그리고 매개변수의 영향을 조사하기 위해 자유 진동에 대한 해석을 수행했다. 그리고 지반진동에 대한 거동을 조사하기 위해 자유진동 해석을 통해 얻어진 고유진동수와 모드 형태를 이용하여 강제 진동에 대한수식을 유도하였다. 자유 진동시 매설관의 고유진동수에 가장 큰 영향을 미치는 것은 지반 강성과 매설관의 길이였다. 지반진동의 전파방향과 전파속도 그리고 진동수에 대한 콘크리트관, 강관, FRP관의 동적거동을 연구하였고 그 결과를 비교하였으며 다양한 단부경계조건에 대한 동적거동해석을 통해 매설관의 종류와 단부경계조건에 따른 최대 변형률 발생지점을 산정하였다.
This work reports the results of our study on the dynamic response of various buried pipelines depending on their boundary conditions. We have studied behavior of the buried pipelines both along the axial and the transverse direction. The buried pipelines are modeled as beams on elastic foundation while the seismic wave as a ground displacement in the form of a sinusoidal wave. The natural frequency, its mode, and the effect of parameters have been interpreted in terms of free vibration. In order to investigate the response on the ground wave, the resulting frequency and the mode shape obtained from the free vibration have been utilized to derive the mathematical formula for the forced vibration. The natural frequency varies most significantly by the soil stiffness and the length of the buried pipelines in the case of free vibration. The effects of the propagation direction and velocity and the frequency of ground wave on the dynamic responses of concrete, steel, and FRP pipes have been analyzed and then dynamic responses depending on the type of pipes have been compared. Through performing dynamic analyser for various boundary conditions and estimation of the location of maximum strain has been estimated for the type of pipes and boundary conditions.
