배경
도시 가로수는 태풍·강풍 시 가지 파괴와 도복으로 보행자·차량·시설에 큰 위험을 야기합니다. 기존 위험도 평가는 정적 극한하중 기준에 집중하고, 일상 풍하중의 누적 피로 는 정량화하지 못합니다.
방법
본 연구는 6개 모듈을 통합합니다:
- FE 동적해석 (ABAQUS) — 6개 형상, B31 테이퍼 빔
- Kaimal 풍속 시계열 — 종방향 평균+난류 + 횡방향 난류 (σv = 0.75σu)
- Rayleigh 감쇠 (ζ = 2%)
- Rainflow + Miner's 누적손상 법칙
- 동심 hollow 부패 응력증폭 모델 (Mattheck & Breloer 1994)
- 지역 Weibull 풍속 분포
주요 결과
| 지표 | 값 | |---|---| | 최대 동적증폭계수 (DAF) | 7.71 (H=8 m, DBH=15 cm) | | 최대 응력 (해당 조건) | 138.7 MPa (은행나무 MOR 초과) | | 부패 기준수 하한 피로수명 (제주 태풍) | 약 1.4년 | | 한국 5종 건전수 피로수명 spread | 최대 수십만 배 | | 연약 점토 토양의 기부 응력 저감 | 최대 −64.5% |
의의
세장한 가로수는 피로보다 정적 파괴가 먼저 발생하며, 부패 감지와 수종 선택 이 피로 안전성의 1차 결정 요인입니다. 본 연구는 지역별 차등화된 점검 기준 의 필요성을 정량적으로 입증합니다.