[기체역학진동]타코마브리지

소개

기체역학진동中 타코마브리짓을 예로 든것입니다.
사진까지 다 해서 2쪽입니다,

목차

Tacoma Narrows Bridge
교량개요 및 사진

본문내용

타코마 브리지는 얼마 전 TV에서도 방영되어 토목기술자뿐 아니라 일반사람들에게도 유명한 교량이 되었다.
1937년, 미국 워싱턴주 타코마 해협(Tacoma Narrows)에 첫번째 다리가 건설되었을 때 사람들은 세상에서 가장 아름다운 교량이라고 격찬했다.
타코마 브리지는 당시도 신공법이었던 현수교(suspension bridge)로 건설되었고 미항으로 이름난 타코마 항에 썩 잘 어울리는 훌륭한 교량이었다.
당시는 현수교 건설이 붐을 이루었고 더 가볍고 날렵한 현수교를 만들기 위해 기존에 사용되던 트러스 보강형 대신 플레이트거더 보강형을 사용하였다.
그러나 완공 3년만인 1940년 11월 7일에 붕괴되었다. 마지막 날 진동폭은 상하 30피트 이상이었다. 오전 10시 반에 다리에 금이 가기 시작해서 오후 11시 10분에 다리는 붕괴했다.

원인은 바로 바람이다.
타코마 브리지의 설계풍속은 53m/s로 토네이도에도 끄떡없도록 설계되었으나 붕괴당시 풍속은 19m/s로 설계풍속 이내였다.
타코마 브리지가 설계풍속 이내에서 붕괴된 원인은 바로 공진(Resonance)이었다.
여기서 공진은 강제진동수과 고유진동수가 일치하여 진폭이 점점 커지는 현상이다.
우연히도 타코마 브리지의 고유진동수 와 바람의 강제진동수가 같게 되어 공진이 일어났다.
공진은 모든 물체는 고유진동수라는 물성을 가지고 있다.
고유진동수란 어떤 물체가 진동할때 1초에 몇번 진동하는가 하는 것인데 예를 들면 그네를 탈때 그네가 1초에 2번 왕복한다면 그 그네의 고유진동수는 2이다.
그네의 고유진동수에 맞추어서 뒤에서 밀어준다면(강제진동) 큰 힘을 들이지 않고 그네를 높이 올릴수가 있는데 이것이 바로 공진현상이다.

참고자료

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