수직 비정형 구조물에서의 모드 수정을 통한 개선된 MPA 제안

Abstract

Nonlinear Response History Analysis (NLRHA) is the most rigorous procedure to compute seismic demands. However, current structural engineering practice have commonly used the static pushover analysis method instead of using NLRHA becasuse NLRHA is difficult to use and requires huge computation time. Modal Pushover Analysis (MPA) is one of the most improved pushover analysis procedures based on structural dynamic theory. The MPA retains the conceptual simplicity and computational attractiveness of the procedure with invariant force distribution, but provides superior accuracy in estimating seismic demands on structures. However, the MPA procedure is less accurate in estimating the seismic demands of irregular structures. This study is to develop the Improved Modal Pushover Analysis(I-MPA) to estimate accurate inelastic demand on irregular structures. In this study, vertical irregular structure are only considered.|비선형 응답 이력 해석 (Nonlinear Response History Analysis, NLRHA)은 지진 응답을 예측하기 위한 가장 정확한 해석법이다. 하지만 NLRHA는 사용법이 어려우며, 해석 시간이 오래 걸리기 때문에 현재의 구조 설계 실무자들은 NLRHA 대신에 정적 가력 해석법을 사용한다. 모드 일방향 가력 해석법(Mode Pushover Analysis, MPA)은 가장 발전된 정적 해석법의 하나로써 구조 동역학 이론을 기반으로 한다. MPA는 개념적 단순성과 계산의 효율성을 모두 가지고 있으면서 비교적 정확한 지진 응답 값을 예측한다. 하지만 Chintanapakdee and Chopra(2004)의 연구에서 밝혀진 바와 같이 MPA는 수직 비정형성을 가진 구조물에 대해서 정확성이 떨어지는 것을 알 수 있다. 특히 하부 층에 수직 비정형성을 가진 구조물이 비선형 거동을 보일 때 정확성이 크게 떨어지는 것을 알 수 있다. 이에 본 연구에서는 기존 MPA를 보완하여 개선된 MPA(Improved MPA, I-MPA)를 제안하고자 한다. I-MPA는 수직 비정형성을 가진 구조물이 비선형 거동을 할 때 기존 MPA보다 보다 정확한 예측을 하고 신뢰할 만한 오차 범위를 가진다. 본 연구에서 사용된 골조는 SAC프로젝트에서 사용된 9층 정형 특수 모멘트저항골조(SMRSF)를 기준으로 3가지의 수직 비정형 구조물을 사용하였다. 지진 하중으로는 El Centro 지반 운동과 ATC의 10개의 지반 운동을 선택하였다. 또한 구조물의 비선형 거동을 할 수 있도록 지진 하중을 배율조정 하였다. 컴퓨터 해석프로그램으로는 개량된 Drain-2DX를 사용했다.; Nonlinear Response History Analysis (NLRHA) is the most rigorous procedure to compute seismic demands. However, current structural engineering practice have commonly used the static pushover analysis method instead of using NLRHA becasuse NLRHA is difficult to use and requires huge computation time. Modal Pushover Analysis (MPA) is one of the most improved pushover analysis procedures based on structural dynamic theory. The MPA retains the conceptual simplicity and computational attractiveness of the procedure with invariant force distribution, but provides superior accuracy in estimating seismic demands on structures. However, the MPA procedure is less accurate in estimating the seismic demands of irregular structures. This study is to develop the Improved Modal Pushover Analysis(I-MPA) to estimate accurate inelastic demand on irregular structures. In this study, vertical irregular structure are only considered.