성능기반 내풍설계

정의

성능기반 내풍설계는 바람에 대한 목표를 응답해석으로 검증하는 방법이다.

목표를 먼저 정하고, 구조물의 풍응답이 그 목표를 만족하는지 판정한다.

사용성과 안전성 단계

목표성능수준은 구조 성능 단계별로 따로 정한다.

사용성 단계는 가속도와 진동을, 안전성 단계는 부재 강도와 변형 한계를 본다.

사용한계상태와 극한한계상태를 함께 검토하는 것이 기본 구조다.

응답해석 절차

목표 설정부터 설계 확정까지 순서대로 진행한다.

풍동실험 또는 동적 응답해석으로 최대 가속도와 층간변위를 구한다.

구한 응답을 단계별 목표성능수준과 비교하고, 불만족이면 재해석한다.

질량, 강성, 감쇠장치를 조정해 다시 해석한다.

풍동실험과 해석

응답 해석 방법은 풍동실험, 수치해석, 준정적 해석으로 나뉜다.

풍동실험은 축척 모형에 경계층 기류를 만들어 풍압과 응답을 측정한다.

형상이 불규칙하거나 주변 영향이 크면 풍동실험 쪽으로 기운다.

일반 형상에서는 준정적 해석으로 충분한 경우가 많다.

헷갈리는 점

가장 흔한 실수는 성능기반 설계를 강도 검토와 같다고 쓰는 것이다.

성능기반 내풍설계는 사용성과 안전성을 응답으로 확인하는 방법이다.

풍동실험과 수치해석을 같은 수준으로 쓰지 않도록 주의한다.

직접 풀기

직접 풀어 보자.

붕괴 방지를 목표로 하는 단계를 고른다.

정리

정답은 안전성 단계다. 붕괴 방지가 안전성 목표다.

성능기반 내풍설계는 목표성능수준을 정하고 응답으로 검증하는 방법이다.

사용성과 안전성 단계를 나누고, 해석 방법은 조건에 맞게 고른다.

불만족이면 질량, 강성, 감쇠장치를 조정해 재해석한다.