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문제 정의
- 따라서 본 연구는 지진동 시 구조물의 높이와 인접지하구조물의 유·무가 구조물의 내진 안정성에 미치는 영향을 분석하기 위해 지반 범용 유한차분해석 프로그램인 FLAC 2D를 사용하여 SSI (Soil-Structure Interaction) 해석을 수행하였다. 이를 위해 초고층건물(높이 275 m, 55층)과 저층건물(높이 50 m, 10층)을 대표 구조물로 선정하였으며, 건물과 25 m 이격되어 있는 가로폭 50 m, 높이 15 m, 심도 10 m의 인접지하구조물을 대상으로 하였다.
- 본 연구에서는 Hachinohe파를 이용하여 지진 규모와 인접지하구조물의 유 ․ 무가 초고층건물과 저층건물의 지진 시 거동에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 하였다. 이를 위해 FLAC 2D를 이용한 동적해석을 수행하여 구조물에 발생하는 수평변위와 층간변위비, 휨응력을 근거로 내진안정성을 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
- 본 연구에서는 건물의 높이, 지진규모, 인접지하구조물의 유·무가 지진동 시 건물 및 인접지하구조물에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 따라서 Table 4와 같이 건물층수(2), PGA(2), 인접지하구조물 유·무(2)로써 총 6가지의 경우에 대해서 수치해석을 수행하였다.
가설 설정
- 3과 같은 해석단면을 사용하였다. 먼저 건물과 인접지하구조물은 기반암인 화강암 위에 시공되는 것으로 적용하였으며, 기반암 상부 25 m 만큼 풍화토가 존재하여 건물의 지하부와 인접지하구조물은 풍화토 내에 존재한다고 가정하였다. 초고층건물의 지상부는 55층(총 건물 높이 275 m, 층고 5 m)이며, 내부 기둥은 9 m 간격으로 2개가 설치되고, 건물의 좌‧우측 벽체는 기둥으로부터 12.
- 본 연구에서 적용한 구조부재 중 슬래브는 폭 1.0 m, 두께 0.35 m 이고 직경 25 mm 철근이 슬래브 하단에 3개 배근되어 있는 단순한 단면으로 가정하고, Yoon (2016)을 참고해 소성모멘트(plastic moment)를 0.12 MN ‧ m로적용하여 파괴를 고려하였다. 또한 구조물의 자중을 고려하기 위해 철근콘트리트의 단위중량을 25 kN/m3으로적용하였으며 그 외의 사하중 및 사하중은 각각 4.
- 본 연구에서는 초고층 및 저층건물이 RC 구조물로 시공되었다고 가정하였다. 따라서 콘크리트 표준시방서(Ministry of Land, 2016)에서 제시한 고강도 콘크리트의 설계기준강도(σck)가 40.
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