성능기반내진설계의 허용기준

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성능기반내진설계의 허용기준

정답: 철근콘크리트 건축구조물의 성능기반 내진설계지침

9장 성능검증을 위한 허용기준

9.1 층간변위비 9.2 재료변형률 허용기준 9.3 변형지배거동의 성능검증 9.4 힘지배거동의 성능검증 9.5 기초의 검증 #작성필요

다음의 목표요구성능수준 중 2가지 이상 만족

내진등급	재현주기	성능수준
특	2400	인명보호
^	1000	기능수행
$Ⅰ$	2400	붕괴방지${}^{1)}$
^	1400	인명보호
^	100	기능수행
$Ⅱ$	2400	붕괴방지
^	1000	인명보호
^	50	기능수행행
${}^{1)}$ : 1.2배하중에 대한 붕괴방지 또는 인명보호와 붕괴방지 중간수준 적용

층간변위와 허용값

목표 성능수준을 만족할 수 있도록 구조시스템의 변형특성과 연성상세를 고려하여 구조물의 층간변위와 각 부재의 변형은 허용값이내로 제한

1. 휨거동지배 내력벽의 성능수준에 따른 최대층간변위 비
   • 기능수행수준 : 0.005(내진1), 0.005(내진2)
   • 인명안전수준 : 0.015(내진1), 0.020(내진2)
   • 붕괴방지수준 : 0.0020(내진1), 0.030(내진2)
2. 변형지배 작용에 지배되는 부재의 성능검증
   • $D_u\le \varphi D_{u.e}$
   • $D_u$ : 소요변형량
   • $\varphi$ : 1.0
   • $D_{u.e}$ : 허용변형량
3. 힘지배거동에 지배되는 부재의 성능검증
   • $F_{ns}+1.2(F_s-F_{ns})\le \varphi F_n$
   • $F_{ns}$ : 비선형해석시 중력하중에 의한 부재력
   • $F_s$ : 비선형해석(동적 및 정적)에 의한 부재력
   • $F_n$ : 재료설계 기준강도를 기반으로 하는 공칭강도
4. 비선형 정적해석시, 힘지배 거동의 부재력은 성능점에 도달하는 과정에서의 최대값을 기준으로 검토

최소 밑면전단력 규정

구조체 설계에 사용되는 밑면전단력의 크기는 건축물 내진설계기준의 등가정적해석법에 의한 밑면전단력 75% 이상

성능기반설계 결과의 검증

성능기반설계법을 사용하여 설계할 때는 그 절차와 근거를 명확히 제시해야 하며, 전반적인 설계과정 및 결과는 설계자를 제외한 3인 이상의 내진공학전문가들로 구성된 검토위원회로부터 타당성을 검증받아야 한다.

철근콘크리트 건축구조물의 성능기반 내진설계지침

5.섬유요소모델

5.7 허용기준

1. 비선형해석을 통하여 계산된 콘크리트와 철근의 변형률은 9.2(재료변형률 허용기준)에 따라 검토하며 2~6에 규정된 값을 초과할 수 없다.
2. 횡구속되지 않은 콘크리트의 압축변형률 허용기준은 0.002를 적용한다. 단, 보와 축력비가 작은 기둥(축력비가 0.1이하)에서 휨인장철근 항복이 선행하는 경우 0.003을 적용할 수 있다.
3. 횡구속된 콘크리트의 압축변형률 허용기준은 해당 횡구속 상세를 적용한 실험 결과에 근거하여 결정한다. 실험 근거에 의해 뒷받침되지 않는다면 최대응력의 80% 수준에 해당하는 최대응력후 변형률을 초과할 수 없다.
4. 일반철근의 평균인장변형률 허용기준은 0.02, 내진용철근의 평균인장변형률 허용기준은 0.04를 적용한다. 실험결과에 따라서 보다 큰 값을 적용할 수 있다.
5. 철근의 압축변형률 허용기준은 철근이 부착되는 콘크리트의 허용변형률에 따른다.
6. 집중소성힌지모델을 사용하는 경우 기둥과 보의 재료변형률 허용기준은 변도로 정의하지 않으며, 각 부재의 변형능력은 6장(집중소성힌지모델)에 따른다.
7. 섬유요소모델은 휨과 전단의 상호작용을 고려할 수 없으므로 이를 반영하여 6장(집중소성힌지모델)에서 규정한 소성회전각 허용기준을 추가적으로 적용하여 평가한다.
8. 소성 변형이 집중되는 영역에서 소성회전각과 재료변형률이 과소평가되지 않도록 요소를 적절히 분할하여 구조해석을 수행하고 안전성을 검토해야 한다.
9. 전단요소는 거동분류에 따라서 변형지배거동은 9.3의 요구조건을 만족하도록 설계하며, 힘지배거동은 9.4의 요구조건을 만족하도록 설계한다. (9.3 변형지배거동의 성능검증, 9.4 힘지배거동의 성능검증)

END