1 MIDAS Note Analysis Series Midas Gen의 Seismic Load – 상해지진하중 2003 규준 적용 1. 개요 이전 마이다스노트에서는 상해건축항진설계규범 (DGJ08-9-2003)에 따른 지진하중 규준의 내용을 살펴보았다. 금번 마이다스노트에서는 상해건축 항진설계규범(DGJ08-9-2003)에 따른 midas Gen에서의 지진하중의 구체 적인 산정과정에 대하여 살펴보고자 한다. 2. 상해건축물 내진설계기준(DGJ08-9-2003) 에 따른 midas Gen에서의 지진하중 산정과정 2.1 상해건축물 내진설계기준(DGJ08-9-2003) 에 따른 지진하중 산정을 위한 입력변수 지진하중은 “Main Menu의 Load > Lateral Loads > Static Seismic Loads” 에서 생성한다. 일반적으로 지진하중은 전체좌표계 X, Y 방향으로 생성 한다. 상해건축항진설계규범(DGJ08-9-2003)에 따른 지진하중 생성 대 화상자는 그림 1과 같고, 주기 산정을 위한 입력 대화상자는 그림 2와 같다. [그림 1] 상해건축항진설계규범에 따른 지진하중 자동생성 대화상자 [그림 2] 상해건축항진설계규범에 따른 약산식에 의한 고유주기 산정 대 화상자 ■ 상해건축항진설계규범(DGJ08-9-2003)에 따른 지진하중 산정을 위 한 입력변수는 다음과 같다. □ 항진설방열도 (Seismic Fortification Intensity) – 지역계수 : 항진설방열도에 따라 설계기본 지진가속도 값이 결정된다. 항진설방열도는 6, 7, 8의 세 가지로 분류된다. [표 1] 설계기본지진가속도 (g는 중력가속도) 항진설방열도 6 7 8 설계기본 지진가속도 0.05g 0.10g 0.20g □ 부지종별 (Site Class) : 대상 건물이 속한 지반의 특성을 나타낸다. III, IV 중에서 선택한다. □ 구조형식 (Structure Type) : 구조형식에 따라 상층 부가 지진작용계수의 산정방법이 달라진다. 구조형식은 다음 표의 네 가지 중에서 선택한다. [표 2] 구조형식 종류 타입 구조형식 1 다층 RC 구조, 강구조 (RC or Steel Multistory) 2 다층 내부 골조 구조 (Interior Framed Multistory) 3 JGJ-99-98의 적용을 받는 고층강구조 (Tall Steel Building (JGJ-99-98)) 4 기타 (Etc) □ 감쇠비 ζ (Damping Ratio) : 구조물의 감쇠효과를 반영하는 것으로, 구조형식에 따른 일반적인 감쇠비는 다음 표와 같다. [표 3] 구조형식에 따른 감쇠비 ζ 구조형식 감쇠비 철근콘크리트조, 조적조 및 철골철근콘크리트조 0.05 비내력벽이 있는 강구조 0.02 비내력벽이 없는 강구조 0.01 □ 지진의 규모 : 재현주기가 짧아 지진의 규모가 작은 다우지진 (Frequent Earthquake)과, 재현주기가 길어 규모가 큰 한우지진(Scarce Earthquake) 중 적용할 지진을 선택한다. □ 수평지진 영향계수의 최대치 m α 적용조건 : 수평지진 영향계수의 최대치는 지진영향계수의 최대값을 의미한다. 지진영향계수는 지진하중과 직접적으로 관련된 값으로 주기에 따른 스펙트럼 데이터로 표현된다. 지진영향계수는 항진설방열도, 구조물의 진동주기,
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MIDAS Note Analysis Series Midas Gen 의 Seismic Load …admin.midasuser.com/UploadFiles2/104/121108_midas Note... · 2012-11-02 · 1 MIDAS Note Analysis Series Midas Gen 의 Seismic
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MIDAS Note Analysis Series
Midas Gen의 Seismic Load – 상해지진하중 2003규준 적용
1. 개요 이전 마이다스노트에서는 상해건축항진설계규범 (DGJ08-9-2003)에 따른 지진하중 규준의 내용을 살펴보았다. 금번 마이다스노트에서는 상해건축항진설계규범(DGJ08-9-2003)에 따른 midas Gen에서의 지진하중의 구체적인 산정과정에 대하여 살펴보고자 한다. 2. 상해건축물 내진설계기준(DGJ08-9-2003)에 따른 midas Gen에서의 지진하중 산정과정 2.1 상해건축물 내진설계기준(DGJ08-9-2003) 에 따른 지진하중 산정을 위한 입력변수 지진하중은 “Main Menu의 Load > Lateral Loads > Static Seismic Loads” 에서 생성한다. 일반적으로 지진하중은 전체좌표계 X, Y 방향으로 생성한다. 상해건축항진설계규범(DGJ08-9-2003)에 따른 지진하중 생성 대
□ 우발편심의 고려 (Accidental Eccentricity) : 질량중심의 오른쪽으로
우발편심을 고려한다.
□ 약산식에 의한 고유주기
- X 방향 : 0.6513 sec.
- Y 방향 : 0.6808 sec.
2.4 예제 건물의 등가정적지진하중의 산정
(1) 지진영향계수 α
□ 설계특정주기 gT (Design Characteristic Period of Ground Motion)
내진설계용 지진영향계수 곡선의 하강영역 시작점에 대응하는 주기로,
이를 기준으로 단주기 영역과 장주기 영역으로 나누어진다. 설계특정주
기는 설계지진분조(Seismic Design Category)와 부지종별(Site Class)
에 따라 다음 표와 같이 결정된다. 다우지진이고, 부지종별이 III 이므로
설계특정주기는 0.65초가 된다.
[표 6] 설계특정주기 gT
지진영향 부지종별 (Site Class)
III IV
다우지진 0.65 0.90
한우지진 1.10 1.10
□ 감쇠계수 γ
0.05 0.05 0.050.9 0.9 0.90.5 5 0.5 5 0.05
ζγζ
− −= + = + =
+ + ×
□ 감쇠조정계수 2η
20.05 0.05 0.051 1 1 0.55
0.06 1.7 0.06 1.7 0.05ζηζ
− −= + = + = ≥
+ + ×
□ 수평지진 영향계수의 최대치 mα
지진 규모가 다우지진(Frequent Earthquake)이고, 항진설방열도가 7
이므로 다음 표에 의에 수평지진영향계수의 최대치는 0.08이 된다.
[표 7] 수평지진 영향계수의 최대치 mα (단위 : g)
지진영향 항진설방열도
6 7 8
다우지진 0.04 0.08 0.16
한우지진 - 0.45 0.81
□ 지진영향계수α
건축물의 X 방향의 기본진동주기 T = 0.6513초 이므로 이는 gT 와 5 gT의 사이에 존재한다. 따라서 지진영향계수는 다음 식으로 계산된다.
0.9
20.65 1 0.08 0.079856
0.6513g
m
TT
γ
α η α = = × × =
[그림 6] 건물 주기에 따른 지진응답계수
(2) 등가총중력하중 efG
밑면전단력을 계산하는데 적용되는 건물 질량인 등가총중력하중은 총중
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력하중 대표치의 85%를 적용한다. 다만, 고층강구조(JGJ99-98)인 경우에는 충중력하중 대표치의 80%를 적용한다. 본 예제에서는 JGJ99-98에 의한 고층강구조에 해당하지 않으므로 총중력하중 대표치의 85%를 적용한다. 총중력하중은 자동으로 계산되며 본 예제 건물에서는 109,815kN으로 산출되었다. 이의 85%는 93,343kN 이다. 총중력하중 대표치는 유효건물중량이라 하며 이는 프로그램 내부에서
자동으로 산정된다. 산정된 값은 Main Menu의 Query > Story Mass 테이블 (그림 7) 또는 Seismic Load Calc. Sheet 에서 확인할 수 있다. 한편,
Mass 를 중량으로 환산하기 위해서는 Mass에 중력가속도를 곱해야 한
다. 중력가속도는 Main Menu의 Model > Structure Type (그림 8)에서 설
(2) Seismic Load Calculation Sheet를 통한 입력값 및 계산값 확인
Seismic Load Calculation Sheet는 midas Gen에서 지진하중 산정을 위
한 구체적인 계산과정을 보여준다. 이를 통해 확인할 수 있는 사항은 다
음과 같다.
□ 질량 정보
□ 입력값과 기본적인 계산값
□ 층별로 산정된 지진하중 (층별 지진하중, 전단력, 전도모멘트)
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midas Gen Analysis Series Seismic Load
[그림 16] 생성된 지진하중의 Model View Window 상에서의 3차원 확인
3. 정리 금번 마이다스노트에서는 상해건축항진설계규범(DGJ08-9-2003)에 따른 midas Gen에서의 지진하중 산정의 구체적인 과정에 대하여 살펴보았다. 다음 번 마이다스노트에서는 미국의 풍하중 및 지진하중의 최신규준(IBC2009, IBC2012)의 내용을 살펴보고, 이에 따른 midas Gen에서의 구체적인 하중산정 과정에 대하여 살펴보도록 하겠다. 4. 참고문헌 상해건축항진설계규범(DGJ08-9-2003), 상해시건설관리위원회(2003)