비닐하우스를 구성하는 세장한 강재 파이프 아치의 정적좌굴 하중을 결정하고 전체구조성능을 평가하기 위하여 수직하중을 단계별로 부가하고 고정햄머 및 이동센서 형식을 취한 일련의 충격하중 진동실험을 수행하였다. 수직 및 수평보조재가 없는 내부아치의 거동 조사에 보다 중점을 두었으며, 계측한 입력-출력 진동기록에 대하여 최신 개발된 고급판별법인 PolyMAX법을 적용하여 고유진동수, 모드형태 및 감쇠율 등과 같은 모달계수를 추출하였다. 이러한 실험결과는 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 사용하여 수행한 다양한 조건의 해석결과와 비교하였으며, 상당히 일치된 경향을 나타냈다. 하지만, 내력의 38%정도에 해당하는 수직하중의 부가에 따른 고유진동수의 감소는 미미한 것으로 나타났다. 이와 관련하여 본 연구의 아치와 같이 매우 세장한 구조물의 현장 진동실험 및 시스템판별 해석을 수행하는데 있어서 예상되는 여러 문제점을 신중하게 토의하였다.

To determine the static buckling loads and evaluate the structural performance of slender steel pipe-arches such as for greenhouse structures, a series of modal tests using a fixed hammer and roving sensors was carried out, by providing no load, then a range of vertical loads, on an arch rib in several steps. More attention was given to an internal arch where vertical and horizontal auxiliary members are not placed, unlike an end arch. Modal parameters such as natural frequencies, mode shapes and damping ratios were extracted using more advanced system identification methods such as PolyMAX (Polyreference Least-Squares Complex Frequency Domain), and compared with those predicted by commercial FEA (Finite Element Analysis) software ANSYS for various conditions. A good correlation between them was achieved in an overall sense, however the reduction of natural frequencies due to the existence of preaxial loads was not apparent when the vertical load level was about up to 38% of its resistance. Some difficulties related to the field testing and parameter extraction for a very slender arch, as might arise from the influences of neighboring members, are carefully discussed.

• 조순호