01. 건축물 내진설계기준 (KDS 41 17 00) 의 설계절차

1. 지진위험도, 내진등급, 성능목표의 결정

:건축지점, 건축물 규모, 용도에 따라 자동으로 결정되는 설계계수

1) 건축물의 지리적 위치에 의해 지진구역과 지진구역계수 결정

 

02. 지진위험도 / 지진구역 및 지진구역계수 / 유효지반가속도

2) 건설지점의 하부 지반조건에 따라 지반을 분류하고 지반종류 결정

 

03. 지반의 분류 / 지반조사 / 지반분류의 기준면

3) 건축물의 중요도계수로 부터 내진등급과 내진설계 중요도계수를 결정

 

04. 건축물의 중요도계수 / 내진등급 / 내진설계 중요도계수

4) 내진성능목표의 결정

 

05. 성능목표

5) 설계응답스펙트럼 산정

6) 내진설계범주의 결정

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2. 내진구조계획

: 내진안정성을 제고 목적. 주로 비정형성을 최소화 하는 방향으로 계획/검토.

1) 각 방향의 지진하중에 충분한 여유도를 가질 수 있도록 횡력저항시스템 배치

2) 건물의 비틀림이 최소화 되도록 횡력저항시스템 배치

: 과도한 비틀림은 건물에 기준에서 고려한 비틀림 증폭보다 큰 영향을 미칠 수 있다.

     (1) 고유치해석결과에서 직교하는 두 축의 고유주기가 비틀림 모드의 주기보다 크도록 제어

     (2) 연층이나 약층인 경우 층간변위비가 30% 이상 차이나지 않도록 제어

3) 약층 또는 연층이 발생하지 않도록 계획

     (1) (수직적으로 구조재의 크기와 층고에 급격한 변화를 피해서) 강성 및 강도의 급격한 변화를 제어

4) 한 층의 유효질량이 인접층의 유효질량보가 과도하게 크지 않도록 계획

5) 가급적 수직재는 연속시킨다.

6) 슬래브에 과도하게 큰 개구부를 피한다.

7) 증축계획이 있는 경우, 이를 고려한 내진구조계획을 한다.

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(3) 지진력저항시스템 및 설계계수의 결정

: 지진력저항시스템을 결정하면 기준에 따라 반응수정계수, 시스템초과강도계수, 변위증폭계수와 같은 설계계수가 결정된다.

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(4) 지진하중의 산정

: 지진하중을 산정하는 방법은 다음과 같은 방법이 있다.

1. 구조물의 단자유도 시스템으로 가정하고 건물의 유효중량과 근사고유주기로 부터 지진하중을 지반으로부터 구조물에 전달되는 전단력으로 가정하고 이것을 해석에 반영하는 등가정적해석법

2. 구조물의 동적특성(질량, 강성, 감쇠)으로 부터 구조물이 가진 모드와 각 모드의 주기와 유효중량 등을 구하고 이를 반영하여 각 모드별 최대응답을 산정한다. 그리고 이 응답을 중첩하여 마찬가지로 구조물 밑면에 작용하는 전단력을 지진하중으로 고려하는 응답스펙트럼 해석법

3. 건설하려는 지점의 지반조건과 비슷한 과거의 지반운동기록 또는 인공지진 데이터를 구조물에 작용시키고 이 때의 최대응답을 지진하중으로 고려하는 시간이력해석

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(5) 구조해석

1. 구조해석모델에는 구조부재 뿐만 아니라 지진력과 구조물의 저항성능에 큰 영향을 줄 수 있는 비구조요소도 포함한다.

2. 구조물의 주기와 지진하중을 과소평가하지 않도록 구조물의 질량과 초기강성을 과소평가하지 않아야 한다.

3. 구조물의 비탄성변형을 과소평가하지 않도록 항복 후 구조물의 강성을 과대평가하지 않아야 한다.

4. 비틀림의 영향을 고려할 수 있도록 3차원 구조해석모델을 사용한다.

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(6) 해석결과의 분석

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(7) 구조시스템과 부재에 대한 강도설계 & (8) 부재 및 연결부의 구조상세에 대한 설계

1. 각 부재가 연성능력을 발휘할 수 있도록 취성파괴를 억제하도록 설계해야 한다. 즉, 휨항복을 유도하기 위하여 전단파괴와 연결부파괴가 억제되도록 안전하게 설계한다.

2. 취성파괴를 피할 수 없는 부재는 초과강도계수를 고려한 특별지진하중을 적용하여 안전하게 설계한다. 수직재가 연속이 아닌 경우와 취약한 연결부위 등이 이에 속한다.

3. 보-기둥 연결부에서 가능한 한 강기둥-약보가 되도록 설계한다. 기둥이 큰 축력을 받는 경우 기둥의 휨강도가 보의 휨 강도보다 크도록 설계한다.

4. 기둥과 큰 보의 단부는 성능목표에 해당하는 연성능력을 유지할 수 있도록 콘크리트기준과 강구조기준에서 요구하는 연성상세를 사용한다.

5. 보-기둥 접합부의 보강, 철근의 정착 및 이음, 강재의 접합 (용접, 볼트이음) 등의 상세도서와 시방서에 설계 및 시공요구사항을 정확히 제공한다.

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(9) 필요시 비선형 해석에 대한 결과 검증

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(10) 비구조요소에 대한 설계

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END.