내진설계범주 C·D 구조해석법

내진설계범주와 해석법

내진설계범주는 건물의 중요도와 지진 위험도에 따라 해석 방법을 정하는 기준이다.

범주는 A부터 D까지 있으며, 범주가 높을수록 해석과 상세 규정이 엄격해진다.

이번 영상은 범주 C와 D에서 쓰는 구조해석법을 차례로 살펴본다.

세 가지 해석법

해석법은 세 가지다. 등가정적해석, 응답스펙트럼해석, 시간이력해석이다.

등가정적해석은 계산이 가장 단순하지만 고차 모드 응답을 반영하지 못한다.

응답스펙트럼해석은 모드를 합성해 비정형 건축물의 응답을 실무 수준으로 근사한다.

시간이력해석은 설계지진파를 직접 넣어 풀며, 전문성이 필요하다.

등가정적해석 계산

등가정적해석은 밑면전단력 V를 먼저 구하고, 이를 층별로 나눈다.

V는 지진응답계수 C_s에 유효건물중량 W를 곱해 구한다.

예로 W가 10000 kN이고 C_s가 0.2이면 V는 2000 kN이다.

비정형성과 해석법 선택

비정형 건축물은 평면비정형과 수직비정형으로 나눠 검토한다.

평면비정형은 H-1에서 H-5, 수직비정형은 V-1에서 V-5로 구분한다.

비정형이면 등가정적해석만으로는 비틀림과 층 응답 집중을 잡기 어렵다.

그래서 비정형 건축물에는 동적해석이 요구된다.

지진하중 방향과 비틀림

지진하중은 건물의 직교 두 방향에 대해 각각 독립적으로 적용한다.

한 방향 해석에서는 직교 방향 하중을 기준이 정한 비율로 함께 고려한다.

비틀림 영향은 우발편심을 포함해 검토하며, 강성 중심과 질량 중심의 차이로 본다.

시험에서는 방향 적용과 비틀림 검토를 빠뜨리지 않아야 한다.

핵심 정리

정리하면 해석법은 설계범주와 비정형성 여부에 따라 정해진다.

정형 건축물은 등가정적해석, 비정형 건축물은 동적해석을 검토한다.

지진하중은 직교 2방향에 각각 적용하고, 비틀림을 함께 검토한다.