방호구조물이 폭발, 충돌 등의 충격하중을 받을 경우 가장 많이 사용하는 방식 중 하나는 삼각형 펄스 형태로…

방호구조물이 폭발, 충돌 등의 충격하중을 받을 경우 가장 많이 사용하는 방식 중 하나는 삼각형 펄스 형태로 충격하중을 단순화하여 구조물의 응답을 계산하는 것이다. 강성 k=2,500kN/m이고 고유주기 Tn=0.2초인 구조물에 대하여 아래의 삼각형 펄스 하중에 대한 강제진동구간 및 자유진동구간의 변위 식들을 활용하여 다음 물음에 답하시오. 1) td=0.5초에 대한 최대변위를 구하시오. 2) td=0.5초, 0.1초, 0.05초 3가지 경우에 대하여 동적변위-시간 그래프와 정적변위-시간 그래프를 개략적으로 그리고 비교하여 설명하시오. 강제진동구간 변위: u(t)=ust{t/td−Tn/(2πtd)sin(2πt/Tn)} (0≤t≤td) 자유진동구간 변위: u(t)=ust{cos[2π/Tn(t−td)]+[Tn/(2πtd)sin(2πtd/Tn)−Tn/(2πtd)sin(2πt/Tn)]} (t≥td) 여기서 t: 시간, ust: po에 의한 정적변형(=po/k), Tn: 구조물의 고유주기