내진설계 계수 R, Ω0, Cd

내진설계 계수란

내진설계 계수는 탄성 설계지진력을 비탄성 거동으로 줄이는 계수 체계다.

반응수정계수 R, 초과강도계수 Ω0, 변위증폭계수 Cd가 대표적이다.

힘은 줄이고 변위는 키운다는 점을 기억하며 따라가자.

힘의 감소와 초과강도

탄성 지진하중을 반응수정계수 R로 나눈 값이 설계지진하중이다.

설계지진하중에 초과강도계수 Ω0를 곱하면 완전항복강도가 된다.

R은 연성에 의한 감소 Rμ와 초과강도 Ω0의 곱으로 나타낸다.

힘은 R로 줄어들고, 항복 이후 여유는 Ω0로 나타낸다.

변위 증폭과 Cd

Cd는 설계지진하중에 의한 탄성 변위를 설계 횡변위로 환산하는 계수다.

하중은 R로 줄였으므로 변위는 다시 키워서 평가한다.

탄성 변위 40mm, Cd 5, 중요도계수 1.0이면 설계 변위는 200mm이다.

힘은 1/5로 줄고 변위는 5배로 늘어나는 방향이다.

세 계수 비교

세 계수는 같은 비탄성 거동을 서로 다른 단계에서 보정한다.

R은 힘을 낮추고, Ω0는 항복 이후 여유 강도를 나타내며, Cd는 변위를 키운다.

Ω0는 항복강도와 설계강도의 비이고, Cd는 탄성 변위를 설계 횡변위로 확대한다.

Ω0와 Cd를 혼동하지 않도록 역할을 구분해 적는다.

헷갈리는 점과 시험 포인트

첫째, R을 강도 감소만으로 설명하면 안 된다. 연성 능력도 함께 적는다.

둘째, Cd를 초과강도와 혼동하지 않는다. Ω0는 항복강도와 설계강도의 비다.

셋째, 기준 값은 구조형식과 적용 조건을 함께 적는다.

넷째, 변위를 힘과 같은 비율로 줄이면 안 된다. 설계 횡변위는 Cd를 곱해 구한다.

정리

정리하면 탄성 지진하중을 R로 나눠 설계 밑면전단력을 구한다.

완전항복강도는 설계지진하중에 Ω0를 곱해 확인한다.

설계 횡변위는 설계 수준 변위에 Cd를 곱해 구한다.

세 계수는 하나의 비탄성 거동을 힘과 변위로 나눠 표현한다고 기억하자.