수평 비정형을 갖는 건물의 응답스펙트럼해석법에 관한 연구

Abstract

최근 우리나라에서는 용도의 다양성과 부족한 택지로 인하여 건물의 평면형상이 비정형화 되어가고 있다. 하지만 수평 비정형 건물의 내진설계를 수행하기 위한 명확한 지침이나 방법이 기준에서 제시되어 있지 않아 많은 구조기술자들이 설계를 하는데 어려움을 겪고 있다.

현행기준에 의하면 수직 및 수평 비정형성을 가지는 고층 구조물의 경우 반드시 동적해석법을 사용하여 설계하도록 요구하고 있다. 동적해석법에는 응답스펙트럼해석법과 시간이력해석법이 있고 실무에서 가장 많이 쓰이는 해석법은 응답스펙트럼해석법이다. 본 연구에서는 수평 비정형 유형 중 비트림 비정형성을 가지는 구조물에 대해 응답스펙트럼해석시 설계결과값에 영향을 미치는 3가지 요소 1)지진의 가력방향과 해석축 2)모드조합방법 3) 지진의 방향성 고려방법에 대해서 각각의 설계변수에 따라 구조물의 응답에 미치는 특성을 파악하고 시간이력해석법에 따라 Perform 3D를 이용한 3차원 이방향 동적해석을 수행하여 응답스펙트럼해석법이 수평 비정형 건물에서 얼마나 비틀림응답을 잘 반영하는지 관찰하고 이를 바탕으로 최적의 설계방법을 제안하는 것이 본 연구목적이다.

이 모든 연구 내용을 본 논문 총 6장으로 나누었으며 제 1장은 서론, 제 2장은 비정형건물의 내진설계 관련기준, 제 3장은 대상건물, 제 4장은 대상건물의 3차원 시간이력해석, 제 5장은 대상건물의 응답스펙트럼해석과 설계변수, 제 6장은 결론 순으로 기술하였다. 각 장에 기술된 내용을 간단히 요약하면 다음과 같다.

제 1장에서는 연구 배경, 목적 및 범위 등을 명시하여 연구의 방향을 제시 하였다. 제 2장에서는 현행기준(KBC2009)의 비정형의 정의와 관련기준에 대하여 기술하였다

제 3장에서는 본 연구에 사용된 3가지유형의 대상건물에 대한 특성을 기술 하였다.

제 4장에서는 대상건물의 3차원 시간이력해석을 수행하여 본 연구의 기준이 되는 정확한 비틀림 응답을 산정하였다.

제 5장에스는 대상건물의 응답스펙트럼해석시 설계변수에 따른 부재력변화를 관찰하고 앞선 시간이력해석을 바탕으로 최적의 설계방법을 제안하였다.

제 6장에서는 이 논문의 결론을 제시하였다.