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내진설계 고려사항
내진구조계획시 구조안전성을 제고하기 위한 고려사항을 설명하시오
정답:
내진설계 시 고려사항
- 지진위험도
- 지반특성
- 구조물의 진동주기
- 구조물의 연성
- 구조물의 중요성
- 정형, 비정형
KDS 41 17 1.5 내진구조계획
- 각 방향의 지진하중에 대하여 충분한 여유도를 가질 수 있도록 횡력저항시스템을 배치한다.
- 내진 안전성을 확보하기 위해서 건축물은 여러개의 골조로 구성되는 충분한 여유도를 가지도록 설계되어야한다.
- 지진하중에 대하여 건물의 비틀림이 최소화되도록 배치한다. 긴 장방형의 평면인 경우, 평면의 양쪽 끝에 지진력저항시스템을 배치한다.
- 건물에 과도한 비틀림이 발생할 경우 구조기준에서 고려하는 비틀림 증폭보다 건물에 큰 영향을 미칠 수 있기 떄문에 구조계획 수립 시 비틀림에 대한 적절한 구조계획이 필요하다. 일반적으로 고유치해석결과에서 직교하는 두 축의 고유주기가 비틀림의 주기보다 클 경우 어느 정도 비틀림현상이 제어되었다고 볼 수 있다. 즉 비틀림이 지배적인 주기가 두 축방향의 주기보다 짧도록 지진력저항시스템을 계획하는 것이 바람직하다. 또한 상부층 강성이나 강도의 70% 또는 80% 미만의 연층이나 약층의 경우 비틀림현상을 최소화하도록 하고 상부층에 대한 약층의 층간변위비가 30% 이상 차이나지 않도록 하는 것이 바람직하다.
- 약층 또는 연층이 발생하지 않도록 수직적으로 구조재의 크기와 층고는 강성 및 강도에 급격한 변화가 없도록 계획한다.
- 한 층의 유효질량이 인접층의 유효질량보다 과도하게 크기 않도록 계획한다.
- 가극적 수직재는 연속되어야 한다.
- 슬래브에 과도하게 큰 개구부는 피한다.
- 증축계획이 있는 경우, 내진구조계획에 증축의 영향을 반영한다.
KDS 41 17 1.6 구조해석
- 구조해석모델에는 구조부재 뿐만 아니라 지진력과 구조물의 저항성능에 큰 영향을 줄 수 있는 비구조요소도 포함해야 한다.
- 건축계획상 비구조요소로 분류되었더라도 구조물의 거동과 안전성에 큰 영향을 줄 수 있는 비구조요소는 구조해석에 포함되어야 하며, 최소한의 내진상세를 갖도록 설계되어야 한다. 그렇지 않은 경우에는 구조체로부터 이격되도록 설계되어야 한다. 다만, 비구조요소의 영향이 크지 않은 경우에는 구조해석에서 생략할 수 있다.
- 구조물의 주기와 지진하중을 과소평가하지 않도록 구조물의 질량과 초기강성을 과소평가하지 않아야 한다.
- 구조물의 비탄성변형을 과소평가하지 않도록 항복 후 구조물의 강성을 과대평가하지 않아야 한다.
- 비틀림의 영향을 고려할 수 있도록 3차원 구조해석모델을 사용한다.
KDS 41 17 1.7 내진구조설계
- 각 부재가 연성능력을 발휘할 수 있도록 취성파괴를 억제하도록 설계해야 한다. 즉, 휨항복을 유도하기 위하여 전단파괴와 연결부파괴가 억제되도록 안전하게 설계한다.
- 취성파괴를 피할 수 없는 부재는 초과강도계수를 고려한 특별지진하중을 적용하여 안전하게 설계한다. 수직재가 연속이 아닌 경우와 취약한 연결부위 등이 이에 속한다.
- 보-기둥 연결부에서 가능한 한 강기둥-약보가 되도록 설계한다. 기둥이 큰 축력을 받는 경우 기둥의 휨강도가 보의 휨강도보다 크도록 설계한다.
- 기둥과 큰 보의 단부는 성능목표에 해당하는 연성능력을 유지할 수 있도록 콘크리트 기준과 강구조기준에서 요구하는 연성상세를 사용한다.
- 보-기둥 접합부의 보강, 철근의 정착 및 이음, 강재의 접합(용접, 볼트) 등의 상세도서와 시방서에 설계 및 시공요구사항을 정확히 제공한다.
END