일반적인 각형 라멘 구조물에 있어서, 상하지진동은 수평지진동에 비하여 구조물에 미치는 영향이 작다고 간주되어, 내진설계에 있어서는 수평지진동만을 고려하는 것이 일반적이다. 그러나, 공간구조물에서는 수평지진동에 의해 수평방향뿐만 아니라 연직방향으로도 구조물의 동적응답이 크게 증폭되며, 또한 상하지진동에 의해서도 연직방향뿐만 아니라 수평방향으로도 구조물의 동적응답이 크게 증폭되는 특성을 가지고 있으므로, 수평 상하 양방향의 지진동을 모두 고려할 필요가 있다. 본 논문에서는 공간구조물의 가장 간단한 구조형식인 아치를 대상으로, 수평 상하지진동의 동시입력에 대한 순간가속도 응답배율의 특성을 고찰하였다. 또한, 지진동의 단독입력시의 등가정적지진력을 이용하여, 지진동의 동시입력에 대한 등가정적지진력을 제안하였다.
일반적인 각형 라멘 구조물에 있어서, 상하지진동은 수평지진동에 비하여 구조물에 미치는 영향이 작다고 간주되어, 내진설계에 있어서는 수평지진동만을 고려하는 것이 일반적이다. 그러나, 공간구조물에서는 수평지진동에 의해 수평방향뿐만 아니라 연직방향으로도 구조물의 동적응답이 크게 증폭되며, 또한 상하지진동에 의해서도 연직방향뿐만 아니라 수평방향으로도 구조물의 동적응답이 크게 증폭되는 특성을 가지고 있으므로, 수평 상하 양방향의 지진동을 모두 고려할 필요가 있다. 본 논문에서는 공간구조물의 가장 간단한 구조형식인 아치를 대상으로, 수평 상하지진동의 동시입력에 대한 순간가속도 응답배율의 특성을 고찰하였다. 또한, 지진동의 단독입력시의 등가정적지진력을 이용하여, 지진동의 동시입력에 대한 등가정적지진력을 제안하였다.
Only horizontal seismic waves are often applied as designed load to a rectangular rigid frame because the influence of vertical seismic waves is considered small so as to be able to ignore it. But, as for the seismic responses of shell and spatial structures, the responses in the vortical direction ...
Only horizontal seismic waves are often applied as designed load to a rectangular rigid frame because the influence of vertical seismic waves is considered small so as to be able to ignore it. But, as for the seismic responses of shell and spatial structures, the responses in the vortical direction is significantly amplified and the vertical responses are amplified even if they are subjected to the horizontal seismic wave only. And also, the horizontal and vertical seismic responses of shell and spatial structures are amplified by vortical seismic waves. An arch has been often used as the main structure component of the large spatial structures and is the mostly simple structure with the seismic response characteristics of the spatial structures. In this paper, for arches as a simple example of the shell and spatial structures, the dynamic characteristics, when the structures are subjected to the horizontal and vertical seismic wave at the same time, are studied, and the horizontal and vertical static seismic force, which have simple forms but hold the response characteristics of arches, are proposed.
Only horizontal seismic waves are often applied as designed load to a rectangular rigid frame because the influence of vertical seismic waves is considered small so as to be able to ignore it. But, as for the seismic responses of shell and spatial structures, the responses in the vortical direction is significantly amplified and the vertical responses are amplified even if they are subjected to the horizontal seismic wave only. And also, the horizontal and vertical seismic responses of shell and spatial structures are amplified by vortical seismic waves. An arch has been often used as the main structure component of the large spatial structures and is the mostly simple structure with the seismic response characteristics of the spatial structures. In this paper, for arches as a simple example of the shell and spatial structures, the dynamic characteristics, when the structures are subjected to the horizontal and vertical seismic wave at the same time, are studied, and the horizontal and vertical static seismic force, which have simple forms but hold the response characteristics of arches, are proposed.
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문제 정의
본 논문에서는 수평.상하지진동을 동시에 입력하였을 경우에 대한 순간가속도 응답배율의 특성을 고찰하였고, 지진동을 각각 입 력하였을 경우에 대한 등 가정 적지 진력을 이용하여, 지진동의 동시 입력 시의 등가정적지진력을 제안하였다.
본 논문에서는 이와 같은 아치구조물을 대상으로, 수평지진동 및 상하지진동을 각각 고려하였을경우 및 수평지진동 . 상하지진동을 동시에 고려할 경우에 대한 진동특성을 비교 .
상하지진동을 동시에 고려할 경우에 대한 진동특성을 비교 . 분석하고, 그 결과를 바탕으로 지진동의 동시입력에 대한 등가 정적지진력의 설정법을 제안하고자 한다.
상하지진동의 동시입력에 대하여 각 수평 . 상하지진동이 미치는 영향을 고찰하고자 한다.
가설 설정
본 논문에서는 상기 가정으로부터, 수평 . 상하 지진동을 각각 입력하였을 경우에 대한 등가 정적 지진력 2)을 이용하여, 지진동의 수평.
해석모델 설정시, 본 논문에서는 겉보기세장비入, 1차고유진동수fi 및 개각6?를 구조물 형상에 대한파라메라로 삼았으나, 겉보기세장비入에 대한 분포형의 변화는 비교적 작고, 주로, 개각分및 1차 고유진동수/1에 의하여 변화하는 것을 알 수 있었다. 또한, 순간가속도응답분포를 추출하는 시 각의 타당성 을보기위하여, 4종류의 판단조건을 선정하였으나, 판단조건에 따른 응답분포의 차이는 작았다.
제안 방법
각지진동의 수평성분과 상하성분을 각각 독립적으로 입력할 경우와 동시에 입력할 경우에 대하여 응답 해석하고 결과를 비교 . 고찰한다.
아치의 주장Z을 조정함으로서, 아치의 겉보기 세장비入 = 가 100, 150, 200이 되도록 설정하고, 아치의 개각(開角)少는 30°~180°까지 30° 간격으로 설정한다. 더하여, 단위길이당 질량 四를 조정함으로서, 1차고유진동수 이 \Hz~3-5Hz 까지 0.5度씩 차이가 나는 모델을 설정하였다. 즉, 겉보기 세장비 入에 따라 3종류의 모델, 개각反에 따라 6종류의 모델, 1차고유진동수有에 따라 6종류의 모델, 즉, 3x6x6=108개의 모델을 검토하였다.
대부분의 경우에 있어 TH와 TV는 서로 일치하지 않는다. 본 논문에 있어서는, THV와 TH, TV를 비교함으로써, 수평 . 상하지진동의 동시입력에 대하여 각 수평 .
상하 지진동을 각각 입력하였을 경우에 대한 등가 정적 지진력 2)을 이용하여, 지진동의 수평.상하 동시 입력에 대한 등가정적지진력을 구한다.
수평 . 상하지 진동의 동시 입력 시 의 등가정 적 지 진력을 구하는 방법으로, 단순하게 수평지진동에 의한 지진력(PHH)과 상하지진동에 의한 지진력(PHV)을 더하는 방법과 PHH와 PHV의 제곱합의 제곱근 방법 (Square Root of Sum of Square: SRSS) 의 2종류의 방법을 검토하였다.
본 논문에서는 이와 같은 아치구조물을 대상으로, 수평지진동 및 상하지진동을 각각 고려하였을경우 및 수평지진동 . 상하지진동을 동시에 고려할 경우에 대한 진동특성을 비교 . 분석하고, 그 결과를 바탕으로 지진동의 동시입력에 대한 등가 정적지진력의 설정법을 제안하고자 한다.
본 논문에서는 수평.상하지진동을 동시에 입력하였을 경우에 대한 순간가속도 응답배율의 특성을 고찰하였고, 지진동을 각각 입 력하였을 경우에 대한 등 가정 적지 진력을 이용하여, 지진동의 동시 입력 시의 등가정적지진력을 제안하였다. 이를 정리하면 다음과 같다.
순간가속도응답분포를 추출하기 위한 시각의 판단조건으로서 아래의와 같은 4종류의 판단조건을 적용하고, 판단조건에 따른 응답분포 특성의 차이의 유무를 고찰한다.
아치구조물에 대하여, 특정 시각에 대한 순간적 인가 속도 응답분포를 비교함으로서 지진동 응답 특성을 고찰한다. 순간가속도응답분포를 추출하기 위한 시각의 판단조건으로서 아래의<표 2>와 같은 4종류의 판단조건을 적용하고, 판단조건에 따른 응답분포 특성의 차이의 유무를 고찰한다.
5cm, 영계수归는 206Gp 로 고정한다. 아치의 주장Z을 조정함으로서, 아치의 겉보기 세장비入 = 가 100, 150, 200이 되도록 설정하고, 아치의 개각(開角)少는 30°~180°까지 30° 간격으로 설정한다. 더하여, 단위길이당 질량 四를 조정함으로서, 1차고유진동수 이 \Hz~3-5Hz 까지 0.
5배정도라는 것을 밝혔다. 이에 의거, 본 논문에서는 수평지진동의 가속도의 최대치를 lOOgal 로 기준화시키고, 상하지진력의 진도는 수평 지진력의 1/2의 값을 채용하였다.
지진동의 입력조건으로는 아래에 기술한 4종류의 실지 진기록을 이용하여 동적응답해석을 수행한다. 각지진동의 수평성분과 상하성분을 각각 독립적으로 입력할 경우와 동시에 입력할 경우에 대하여 응답 해석하고 결과를 비교 .
대상 데이터
5度씩 차이가 나는 모델을 설정하였다. 즉, 겉보기 세장비 入에 따라 3종류의 모델, 개각反에 따라 6종류의 모델, 1차고유진동수有에 따라 6종류의 모델, 즉, 3x6x6=108개의 모델을 검토하였다.
해석모델은에 나타낸 아치구조물을 20 분할한 beam요소로 모델링하였다.
성능/효과
단, 단위 길이당 중량3)=1, 수평입력진도(6矗)=1, 상하 입력 진도(0措=1/2로 둔 등가정적지진력, 즉, 진도분포함수를 나타낸다. 그림들로부터, 가산에 의한 방법은 실제 응답보다 다소 과다한 값을 보여주고 있고, SRSS에 의한 방법은 실제 응답의 최대한계에 근접한 값을 보여주고 있으며, 실제 응답의 특성을 잘 재현하고 있다고 할 수 있다.
수평지진응답을 구하여, 각각의 최대응답치의 발생시각이 일치하지 않음을 확인하였다. 또한, 수평지진동의 최대가속도 발생 시각에 있어서의 상하지진력은 수평지진력 크기의 0.4~0.5배정도라는 것을 밝혔다. 이에 의거, 본 논문에서는 수평지진동의 가속도의 최대치를 lOOgal 로 기준화시키고, 상하지진력의 진도는 수평 지진력의 1/2의 값을 채용하였다.
및 개각6?를 구조물 형상에 대한파라메라로 삼았으나, 겉보기세장비入에 대한 분포형의 변화는 비교적 작고, 주로, 개각分및 1차 고유진동수/1에 의하여 변화하는 것을 알 수 있었다. 또한, 순간가속도응답분포를 추출하는 시 각의 타당성 을보기위하여, 4종류의 판단조건을 선정하였으나, 판단조건에 따른 응답분포의 차이는 작았다.
상하지진에 대한 연구로서, 矢花1)등은 감쇠 정수 5%의 1질점계의 상하.수평지진응답을 구하여, 각각의 최대응답치의 발생시각이 일치하지 않음을 확인하였다. 또한, 수평지진동의 최대가속도 발생 시각에 있어서의 상하지진력은 수평지진력 크기의 0.
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