※ 外ケーブル構造・プレキャストセグメント工法設計施工規準 (PC技術規準シリーズ)
外ケーブル構造・プレキャストセグメント工法設計施工規準
pp104に誤りがありましたので改訂いたします 。
PC강재 1차진동수 fc
L' : PC강재의 길이(m)
T : PC강재의 장력(kN)
μ : 단위길이당 질량(t/m)
또한, 공진을 피하기 위한 제진 장치는 PC 강재를 손상시키지 않고 확실하게 고정할 수 있는 것이어야 한다. 그림 9.7.2는 제진 장치의 예를 나타낸다.
PC鋼材(プレストレスト鋼材, プレストレス用鋼より線など)の1次振動数と構造物の固有振動数を比較하여求める振動数比（frequency ratio, frf_r）는 공진 발생 여부를 판단하는 데 중요한 지표입니다. 일반적으로 공진(resonance)을 피하기 위해 다음과 같은 기준이 사용됩니다.
1. 진동수비 (frf_r)의 정의
fr=fpfsf_r = \frac{f_p}{f_s}
- fpf_p : PC鋼材の1次振動数 (1st natural frequency of prestressing tendon)
- fsf_s : 構造物の固有振動数 (natural frequency of the structure)
2. 공진 발생 우려 없는 기준
공진을 방지하기 위해 진동수비 frf_r가 특정 범위를 벗어나야 한다는 것이 일반적인 원칙입니다. 여러 연구 및 기준에 따르면 다음과 같은 조건을 만족하면 공진 발생 우려가 적다고 판단됩니다.
① 일본 PC技術協会 기준 (推奨値)
- fr≥2.0f_r \geq 2.0 또는 fr≤0.5f_r \leq 0.5 인 경우, 공진 위험 없음
- 즉, PC鋼材의 1차 진동수와 구조물의 고유진동수가 너무 가깝지 않도록 설계
② 유럽 및 국제 기준 (Eurocode, AASHTO 등 참고)
- 1.5≤fr≤2.51.5 \leq f_r \leq 2.5 범위에서는 공진 위험 가능성이 있음 → 추가 검토 필요
- fr∉(0.8,1.2)f_r \notin (0.8, 1.2) 범위이면 일반적으로 공진 위험 없음
즉, 진동수비가 1.0 근처에 위치하면 공진 위험이 크고, frf_r 값이 2.0 이상 또는 0.5 이하인 경우 안전한 범위로 간주됩니다.
3. 실제 설계 적용 예시
예를 들어,
- fp=10f_p = 10 Hz (PC鋼材의 1차 진동수)
- fs=5f_s = 5 Hz (구조물의 고유진동수)
이면,
fr=105=2.0f_r = \frac{10}{5} = 2.0
→ 공진 위험이 있을 가능성이 있어 추가 검토 필요
반면,
- fp=15f_p = 15 Hz, fs=5f_s = 5 Hz → fr=3.0f_r = 3.0 → 안전
- fp=3f_p = 3 Hz, fs=5f_s = 5 Hz → fr=0.6f_r = 0.6 → 안전
4. 결론
공진을 방지하기 위해 진동수비 frf_r가 다음 조건을 만족하면 공진 발생 우려가 없음
✅ fr≥2.0f_r \geq 2.0 또는 fr≤0.5f_r \leq 0.5 → 안전
⚠️ 1.5≤fr≤2.51.5 \leq f_r \leq 2.5 → 추가 검토 필요
❌ fr≈1.0f_r \approx 1.0 (0.8~1.2) → 공진 위험 높음
https://www.jpci.or.jp/eeee-seigo/seigo-soto-pure-no2.pdf
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