가스트영향계수 - 풍하중 용어

가스트영향계수란

가스트영향계수는 강풍 시 건축물의 최대변위와 평균변위의 비로 정의되는 계수다.

바람이 흔들리며 불면 건물이 평균 바람보다 더 흔들리므로, 이 배율을 곱해 하중을 구한다.

등가정적 풍하중

가스트영향계수는 평균 풍압에 곱해 등가정적 풍하중을 구하는 계수다.

바람의 난동 성분 때문에 구조물의 응답이 평균 하중보다 커지므로 이 계수가 필요하다.

공진효과와 산정 구분

바람의 난동 에너지는 저주파 영역에 몰려 있다.

고유진동수가 낮은 건물일수록 공진효과가 커지고, 가스트영향계수도 커진다.

그래서 기준은 공진 효과가 작으면 간이식, 크면 정밀식으로 계수를 구한다.

계산 예제

등가정적 풍하중은 가스트영향계수에 평균풍압을 곱해 구한다.

가상의 예로 평균풍압은 0.5 kN/㎡, 가스트영향계수는 2.0으로 둔다.

그러면 등가정적 풍하중은 1.0 kN/㎡가 되어 평균풍압의 두 배가 된다.

이 값은 가상의 예이며, 실제 설계는 기준식으로 구한다.

직접 풀어 보자.

정답은 1.5 × 0.4 = 0.6 kN/㎡이다.

헷갈리는 두 계수

가스트영향계수와 내압가스트영향계수는 대상이 달라 구분해야 한다.

가스트영향계수는 외벽 풍압의 동적 효과를, 내압 계수는 내부 압력 변동을 다룬다.

내압을 외압 계수로 곱하는 것은 흔한 실수다.

밀폐형은 개구부가 작아 내부 압력 변화가 작고, 개방형은 내압을 반드시 고려한다.

설계 풍압까지의 흐름

기본 풍속은 지상 10m 높이에서 재현기간 기준의 10분 평균 풍속이다.

대기경계층 시작높이 아래에서는 지표면 조도에 따른 풍속 분포를 적용한다.

이 풍속을 높이와 조도로 보정해 설계풍속을 정하고, 계수를 곱해 설계풍압을 얻는다.

정리

정리하면 가스트영향계수는 최대변위와 평균변위의 비로 정의된다.

내압 계수, 밀폐형과 개방형의 구분, 기본 풍속의 정의도 함께 기억한다.

답안에는 정의 한 줄과 공진효과에 따른 산정 구분을 반드시 적는다.