Q) 질량참여율 90%이상 만족을 위한 모드 선별

주로 고유진동수를 구하기 위해 모드해석을 수행하게 되는데, 일반적으로 모드 중첩법에 따라 수행을 합니다.

1. 90%가 넘는 질량참여율을 보이는 모드에 대해서만 수행해야 되는가요?

2. 90%에 질량참여율을 보일 때까지의 모든 모드에 대해서 수행하여 공진을 검토해야 하는가요?

저희가 알고 있는 international code 등에 보면 상기 1번에 해당하는 것 같습니다.

자칫 2번으로 진행하게 되면 안전측 설계이긴 하지만 과다 설계가 되지 않을 까 생각됩니다.

A)

맞습니다. 모드를 선별적으로 사용해도 좋습니다.

모드중첩법은 구조물의 전반적인 거동을 저차모드를 사용하여 효율적으로 해석하기 위함입니다. 따라서 매우 많은 모드를 사용하는 것은 모드중첩법의 취지에 맞지 않습니다.

또한 근래 모드중첩법의 수치적 효율을 높이기 위해 리츠벡터 등 저차모드의 기여도가 큰 모드들을 선별하여 사용하기에, 고차모드에 대한 정확도가 다소 떨어지는 경향이 있습니다. 따라서 고차모드에 지나치게 얽매일 필요가 없습니다.

질량참여율 90%를 규정한 것은 충분한 모드를 사용하여 주요 거동을 합리적으로 나타내기 위함입니다. 구조물 형태에 따라 실제로 중요하지 않는 국부모드가 기여를 많이 하는 경우에 많은 모드를 사용하여도 90% 참여율을 만족하기가 어렵습니다.

주로 무게가 가볍고 형태가 복잡한 구조물에 대해 참여율을 만족시키기가 어려운 경우가 많습니다. 일반적으로 병진모드보다는 비틀림모드의 경우가 참여율 요건을 만족시키기가 어렵습니다. 대개 국부모드와 고차모드의 영향이 큰 경우가 그렇습니다.