설계지진파 선정

설계지진파란

설계지진파는 시간이력해석의 입력으로 쓰는 지반가속도 시간이력이다.

설계지반운동 수준과 해당 부지의 지반 조건을 만족하도록 선정하거나 생성한다.

시간이력해석은 이 지진파를 구조 모델 밑면에 넣어 매 시간마다 응답을 구하는 방법이다.

해석법 비교

등가정적해석과 응답스펙트럼법은 최대응답만 구해 시간 변화를 알 수 없다.

비선형 거동이나 장주기 특성이 큰 구조에서는 이 한계가 커진다.

시간이력해석은 입력이 시간 함수이므로 비선형 거동과 시간별 응답을 직접 얻는다.

선정 절차

설계지진파 선정은 부지의 지반분류와 설계지반운동 수준을 정하는 것에서 시작한다.

목표 설계응답스펙트럼을 구하고, 부지 특성에 맞는 실제 지진기록을 후보로 모은다.

각 기록의 응답스펙트럼을 목표와 비교해, 미달이면 진폭이나 주기 범위를 보정한다.

보정한 지진파로 시간이력해석을 수행하고 응답 평균을 검토한다.

평균 응답 판정

여러 지진파의 평균 응답을 구하는 것이 선정 판정의 기준이다.

식에서 n은 지진파 개수이고, Sa,i는 i번째 지진파의 응답값이다.

이 평균이 목표 응답스펙트럼을 주기 범위 안에서 만족해야 한다.

개별 기록의 편차보다 여러 기록의 평균이 중요하다.

축척계수 계산

가상의 예로, 고유주기 1.0초에서 설계 응답 값은 0.30g이다.

축척계수는 설계 스펙트럼 값을 기록 평균 스펙트럼 값으로 나눈 값이다.

결과 1.5는 1보다 크므로 기록이 설계 수준보다 작다는 뜻이다.

축척 폭이 과도하지 않은지 확인하고, 여러 기록에 같은 방식을 적용한다.

시험 포인트

시험에서 감점이 큰 실수는 지진파를 한 개만 쓰고 끝내는 것이다.

지속시간과 시간간격을 해석 조건으로 함께 적고, 액상화 가능 지반은 먼저 평가한다.

채점자는 무엇을 입력하고 어떻게 판정하는지 본다.

흔히 놓치는 조건을 빠짐없이 적는 것이 중요하다.

정답은 3개 이상이며, 응답의 평균 또는 최대를 쓴다.

한눈에 정리

정리하면, 시간이력해석은 설계지진파를 직접 입력하는 동적해석이다.

입력 지진파는 지반분류와 재현주기에 맞춰 고르고, 최소 3개 이상 쓴다.

실지진파는 표준설계응답스펙트럼에 스펙트럼 매칭으로 맞추고, 지속시간과 시간간격을 명시한다.

동적해석 시 기초와 지반의 상호작용을 고려하고, 액상화 가능 지반은 먼저 평가한다.