설계응답스펙트럼

정의와 입력

설계응답스펙트럼은 구조물 고유주기에 따른 설계 가속도 곡선이다.

입력은 유효지반가속도 S, 지반 종류, 위험도계수 I 세 가지다.

이 세 입력을 묶어 주기별 설계응답가속도 Sa(T) 곡선을 만든다.

건물은 주기에 따라 받는 가속도가 달라서, 곡선 하나로 정리한다.

감쇠비는 보통 5%를 기준으로 한다.

위험도계수 I

위험도계수 I는 평균 재현주기에 따라 정해지는 계수다.

재현주기 50년은 I가 0.40이고, 100년은 0.57이다.

500년에서는 1.0이 되고, 2400년에서는 2.0까지 커진다.

설계응답가속도는 유효지반가속도 S에 위험도계수 I를 곱해 구한다.

설계응답가속도 계산

S가 0.2이고 S1 지반, 재현주기 2400년이면 I는 2.0을 쓴다.

단주기 설계응답가속도는 2/3 × S × Fa × I로 구한다.

값을 대입하면 0.299가 나온다.

약 0.30g는 국내 설계 지진 수준으로 상식 범위에 있다.

지반 종류와 Fa

단주기 지반증폭계수 Fa는 지반 종류에 따라 정한다.

S1 지반은 단단한 지반이며 Fa는 1.12다.

S2 지반은 토사 지반으로 Fa가 S1보다 커서 단주기 가속도가 크게 나온다.

S2의 Fa는 S가 0.2 이하일 때 1.4, S가 0.3일 때 1.3이다.

성능수준별 재현주기

기능수행 평가는 재현주기 50년 또는 100년 지진을 쓴다.

붕괴방지 평가는 2400년 최대예상지진을 기준으로 한다.

재현주기와 거동 한계가 다르므로 스펙트럼도 따로 그린다.

지반, 재현주기, 주기 세 조건으로 설계응답스펙트럼이 결정된다.