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2020-10-10 [Q&A] 등가정적해석 밑면전단력의 과소평가를 방지하기 위한 주기상한계수(Cu)

작성자 : KSEA

(2022-10-07)

조회수 : 3439

KDS 41 17 7.2 등가정적해석법
7.2.3 고유주기 산정법
구조물의 고유주기는 7.2.4의 약산식에 따라 산정하거나 저항요소의 변형특성과 구조적 특성을 고려한 수치해석적 방법으로 구할 수 있다. 다만, 수치해석적 방법에 의하여 산정한 고유주기는 약산식에 따라 구한 고유주기 Ta에 표 7.2-1의 주기상한계수 Cu를 곱한 값을 초과할 수 없다.

표 7.2-1 주기상한계수, Cu
[SD1, Cu] = [0.4~0.1, 1.4~1.7]

(comments by MIDAS + kim2kie)
이는 해석모델을 사용하여 수치적으로 구한 진동주기는 비구조재의 강성을 고려하지 못하여 (또는 슬래브의 면외강성을 반영하지 못하여) 진동주기가 과대평가될 수 있으며 이는 결과적으로 지진하중을 과소평가할 수 있기 때문이다. 이러한 점을 고려하여 해석적으로 구한 주기가 과대하게 커지는 것을 방지하기 위하여 주기상한계수 제한을 두고 있다. 참고로 해석적인 방법에 의한 고유주기를 이용하는 경우 지진하중을 다소나마 더 경감할 수 있게 되었다.

------------- 질문 --------------
건축구조 Q&A
일자: 2016-12-01
제목: 구조안전 및 내진설계확인서

의 별표에 있는
[구조안전 및 내진설계 확인서]의 작성 내용에 대한 명확한 판단이 필요해서 문의합니다.

문의하고자 하는 내용은 동적해석(응답스팩트럼해석)으로 해석한 내용에 대한 정보를 작성할 때,

1. 지진 응답계수는 KBC2009/2016 0306.5.3고유치해석을 고려한 지진응답게수를 작성하는 것이 맞는 것인지 아니면 0306.5.4에 의한 약산식으로 계산된 값을 적는 것인지 명확한 정의가 필요합니다.

2. 밑면 전단력의 경우 KBC2009/2016 0306.7.3.5 (2)에 따른 보정계수를 곱한 동적 밑면전단력을 사용하는 것이 맞는지 아니면 보정계수를 적용하지 않은 밑면전단력을 사용하는 것이 맞는지 확인이 필요합니다.

3. 근사고유주기의 경우 말 그대로 0306.5.4에 의한 약산식으로 계산된 값을 적는 것인지 동적해석이므로 해석 주기를 작성하는 것이 맞는지,

4. 최대층간면위의 경우 실제 층간변위 량(mm단위)를 적성하는 것인지 아니면 층간변위비를 작성하는 것인지 알고 싶습니다.

------------ 답변 --------------
건축구조 Q&A
일자: 2017-02-20
제목: [답변] 구조안전 및 내진설계확인서

1. 건축구조기준 “0306.5.3 고유주기산정법”에 구조물주기는 약산식으로 산정하거나 적절한 방법으로 구할 수 있다고 되어 있습니다. 따라서 둘 중의 하나를 선택하게 되는데 단, 적절한 방법 즉 고유치해석결과에 의한 주기를 선택할 때는 기준에 명시된대로 약산식주기×주기상한계수 Cu 와 비교해서 선택할 수 있습니다.

이 때 두가지 경우가 발생합니다.

첫째, 고유치해석주기가 약산식주기×주기상한계수 Cu 보다 클때는 기준에 따라 약산식주기×주기상한계수 Cu 값을 적용할 수 있습니다.(물론 엔지니어가 판단해서 약산식을 그대로 적용해도 되지만 물량증가요인이 됩니다.)

둘째, 고유치해석주기가 약산식주기×주기상한계수 Cu 보다 작을 때는 기준에는 명확한 명시가 없으나 고유치해석주기를 적용하고 있습니다.(또한 고유치해석주기가 약산식보다도 작을 경우도 고유치해석주기를 적용합니다.)

결론적으로 위 두 경우에 따라 적용된 주기를 적고 그에 따른 지진응답계수를 적용해야 한다고 생각합니다.

2. 동적해석을 할 경우 최종적으로 구조물에 적용되는 밑면전단력은 KBC2009/2016 0306.7.3.5 (2)에 따른 보정계수를 곱한 밑면전단력을 적용하게 되므로 보정계수에 의해 조정된 밑면전단력을 적어야 합니다.

3. 근사고유주기는 약산법에 의해 산정한 고유주기입니다

4. 내진설계확인서에 최대층간변위로 되어 있으므로 최대층간변위를 적고 허용층간변위를 적는 칸에 허용층간변위를 적으면 됩니다.

*주의:본 답변은 참조사항으로서 법적구속력이 없음을 알려드립니다.