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2022-03-08 12층 골조-전단력 건물의 기둥의 전단 내진설계

작성자 : ㄷㄱㄷ

(2022-10-07)

조회수 : 343

안녕하세요.
건축구조를 공부하고 있는 학생입니다.

내진파트에서 궁금한 것이 있어 아래와 같이 질의 드립니다.

콘크리트구조 학회기준 예제집(2020) 기준으로 질문을 드리는 점 양해 부탁드립니다...
위 예제집의 17절에 12층 골조-전단력 건물의 내진설계 예제가 제시되어 있습니다. (17.1~17.5 까지 동일 조건)

p.485에 해당 건물은 N-S 방향으론 이중골조(특수구조벽 + 특수M골조)
E-W 방향으론 특수M골조 라고 되어있네요.

예제 17.3에는 이 건물의 E-W 방향의 기둥을 설계하는 예제입니다.
여기서 p.501에 보면... 기둥 전단설계 시, 아래의 문구가 있습니다.

"기둥에 대한 전단설계는 횡력에 대한 해석으로부터 얻어진 계수전단력에 근거한 것이 아니다..."

기둥의 상하부의 휨강도에 상응하는 전단력으로 기둥을 설계하는 컨셉에는 이해했습니다.

질문1-1.
그런데 기둥의 경우 계수전단력은 아예 무시하는 것인가요? E-W 방향이라면 골조가 모든 지진하중을 저항해야 하는데, 각 층에 작용하는 층 전단력은 누가 저항해주는 것이죠?

질문1-2.
제가 생각하기엔 아래처럼 구해야 할 것 같은데.. 이게 맞을까요?
기둥의 소요전단력 = 기둥 상/하부 공칭소성휨강도에 상응하는 전단력 + 층전단력(누적값) 을 기둥의 횡강성비로 분배한 전단력(강한격막 가정)

질문2.
만약 N-S 방향으로 다시 고려한다면, 이중골조로 지진을 저항합니다.
이 경우, 최소 25%이상의 밑면전단력을 골조가 저항해줘야 하는데, 이 경우도 기둥에 작용하는 궁극적인 전단력 계산은 어떻게 되는것이죠?

제가 생각하기엔,
기둥의 소요전단력 = 기둥 상/하부 공칭소성휨강도에 상응하는 전단력 + 밑면전단력의 25%에 의한 층전단력(누적값) 을 기둥의 횡강성비로 분배한 전단력(강한격막 가정)

질문3.
제가 아직 실무는 하고 있지 않아, 궁금한 것이 있습니다.
어떤 사람은 층 지진력(Fx) 을 해당 층의 전단벽 혹은 수직요소의 소요강도(외력)라고 하고, 어떤 사람은 층 전단력(Vx, 누적값)이 소요강도라고 합니다.
제가 생각하기엔 역학적으로 봐도 전단벽이나 기둥의 계수전단력을 층 전단력(Vx, 누적값)을 기준으로 설계해야 맞는 것 같은데... 어떤 하중을 적용해야 하나요?

기준에서는 지진에 의한 수평비틀림모멘트를 적용할 시엔 편심거리에 "층전단력" 을 곱하라고 명확하게 명시되어 있네요..  (KDS 41 17 00 7.2.6.4)
그리고 예제 17.6을 보면 전단벽 설계 시, 문제조건에서 계수전단력 Vu = 3600kN 이라고 나와있는데, 이거 아무리 봐도 층지진력이 아닌 층전단력 같은데... ㅠㅠ