이 연구에서는 도시철도내진설계기준에서 지중구조물의 설계지진력을 결정하기 위한 표준해석방법인 응답변위법의 보수성에 대해 연구하였다. 응답변위법에서 지진력은 지반변위하중, 주면전단력하중, 관성력 하중으로 구분할 수 있으며, 이들 하중의 최대값은 각각 다른시점에서 발생한다. 현재 국내에서 사용하는 응답변위법에서는 이들 세가지 하중의 최대값이 동시에 발생한다고 가정하고 있다. 그러므로 이론적인 측면에서 응답변위법에 의해 산정된 지진력은 항상 보수적이다. 그러나, 실무에서 응답변위법을 적용하는 과정에서 해석자가 선택하는 지반반력계수 산정방법과 자유장응답 산정방법에 따라 보수성의 정도가 크게 다를 수 있으며, 경우에 따라서는 보수적이지 않은 지진력이 산정될 수 있다. 이 연구에서는 지반반력계수 산정방법(...
이 연구에서는 도시철도내진설계기준에서 지중구조물의 설계지진력을 결정하기 위한 표준해석방법인 응답변위법의 보수성에 대해 연구하였다. 응답변위법에서 지진력은 지반변위하중, 주면전단력하중, 관성력 하중으로 구분할 수 있으며, 이들 하중의 최대값은 각각 다른시점에서 발생한다. 현재 국내에서 사용하는 응답변위법에서는 이들 세가지 하중의 최대값이 동시에 발생한다고 가정하고 있다. 그러므로 이론적인 측면에서 응답변위법에 의해 산정된 지진력은 항상 보수적이다. 그러나, 실무에서 응답변위법을 적용하는 과정에서 해석자가 선택하는 지반반력계수 산정방법과 자유장응답 산정방법에 따라 보수성의 정도가 크게 다를 수 있으며, 경우에 따라서는 보수적이지 않은 지진력이 산정될 수 있다. 이 연구에서는 지반반력계수 산정방법(유한요소법, 간략식)과 자유장응답 산정방법(단일모드응답스펙트럼법, 일차원파동전달해석)에 따른 지진력의 보수성 평가를 위한 예제해석을 수행하였다. 예제해석은 1층 본선박스 구조물과 2층 정거장구조물에 대해 실시하였으며, 여러 가지 지반조건을 고려하였다. 예제해석결과, 지반반력계수 산정방법이 구조물의 설계부재력에 미치는 영향은 작은 반면, 자유장응답 산정방법이 설계부재력에 미치는 영향은 컸다. 이로부터 응답변위법을 이용한 내진해석을 위해서는 유한요소법을 이용한 지반반력계수 산정방법과 감소된 지반강성을 사용한 일차원파동전달해석에 의한 자유장응답 산정방법을 사용하는 것이 가장 합리적임을 알 수 있었다.
이 연구에서는 도시철도내진설계기준에서 지중구조물의 설계지진력을 결정하기 위한 표준해석방법인 응답변위법의 보수성에 대해 연구하였다. 응답변위법에서 지진력은 지반변위하중, 주면전단력하중, 관성력 하중으로 구분할 수 있으며, 이들 하중의 최대값은 각각 다른시점에서 발생한다. 현재 국내에서 사용하는 응답변위법에서는 이들 세가지 하중의 최대값이 동시에 발생한다고 가정하고 있다. 그러므로 이론적인 측면에서 응답변위법에 의해 산정된 지진력은 항상 보수적이다. 그러나, 실무에서 응답변위법을 적용하는 과정에서 해석자가 선택하는 지반반력계수 산정방법과 자유장응답 산정방법에 따라 보수성의 정도가 크게 다를 수 있으며, 경우에 따라서는 보수적이지 않은 지진력이 산정될 수 있다. 이 연구에서는 지반반력계수 산정방법(유한요소법, 간략식)과 자유장응답 산정방법(단일모드응답스펙트럼법, 일차원파동전달해석)에 따른 지진력의 보수성 평가를 위한 예제해석을 수행하였다. 예제해석은 1층 본선박스 구조물과 2층 정거장구조물에 대해 실시하였으며, 여러 가지 지반조건을 고려하였다. 예제해석결과, 지반반력계수 산정방법이 구조물의 설계부재력에 미치는 영향은 작은 반면, 자유장응답 산정방법이 설계부재력에 미치는 영향은 컸다. 이로부터 응답변위법을 이용한 내진해석을 위해서는 유한요소법을 이용한 지반반력계수 산정방법과 감소된 지반강성을 사용한 일차원파동전달해석에 의한 자유장응답 산정방법을 사용하는 것이 가장 합리적임을 알 수 있었다.
This study deals with the conservativeness of seismic deformation method as a standard analysis way of deciding seismic design force of underground structures in the earthquake resistance design regulations for subway structures. Seismic deformation method divides earthquake load into so...
This study deals with the conservativeness of seismic deformation method as a standard analysis way of deciding seismic design force of underground structures in the earthquake resistance design regulations for subway structures. Seismic deformation method divides earthquake load into soil displacement load, shear force load, and inertia force, and the maximum force of them occurs differently. The method, which is currently used in Korea, makes an assumption that the maximum forces of them occur at the same time. Therefore, in theory, the earthquake load calculated by the seismic deformation method is always conservative. But in real, the extent of conservativeness can be different depending on the calculation methods of coefficien of subgrade reaction and free field response people chose in the process of applying seismic deformation method, and in some cases, the earthquake load is not conservative. In this study, examples are carried out in order to evaluate the conservativeness of earthquake load based on the method of coefficien of subgrade reaction (finite element method, simplified equation) and free field response (single mode response spectrum, 1-D wave propagation analysis). The examples are performedon 1-story line box structure and 2-story station structure, and many other ground conditions are taken into account. The results show that the effects of method of coefficien of subgrade reaction on design member force are small, while the method of free field response has a big impact on design member force. This shows that for seismic analysis using seismic deformation method, it makes much more sense to use coefficien of subgrade reaction method that uses finite element method, and free field response method with 1-D wave propagation analysis that uses reduced stiffness of soil.
This study deals with the conservativeness of seismic deformation method as a standard analysis way of deciding seismic design force of underground structures in the earthquake resistance design regulations for subway structures. Seismic deformation method divides earthquake load into soil displacement load, shear force load, and inertia force, and the maximum force of them occurs differently. The method, which is currently used in Korea, makes an assumption that the maximum forces of them occur at the same time. Therefore, in theory, the earthquake load calculated by the seismic deformation method is always conservative. But in real, the extent of conservativeness can be different depending on the calculation methods of coefficien of subgrade reaction and free field response people chose in the process of applying seismic deformation method, and in some cases, the earthquake load is not conservative. In this study, examples are carried out in order to evaluate the conservativeness of earthquake load based on the method of coefficien of subgrade reaction (finite element method, simplified equation) and free field response (single mode response spectrum, 1-D wave propagation analysis). The examples are performedon 1-story line box structure and 2-story station structure, and many other ground conditions are taken into account. The results show that the effects of method of coefficien of subgrade reaction on design member force are small, while the method of free field response has a big impact on design member force. This shows that for seismic analysis using seismic deformation method, it makes much more sense to use coefficien of subgrade reaction method that uses finite element method, and free field response method with 1-D wave propagation analysis that uses reduced stiffness of soil.
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