2009-03-05 [RE] 설계응답스펙트럼은 지진하중 산정
작성자 : kim2kie
(2022-09-30)
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설계응답스펙트럼은 지진하중을 산정하는 것입니다. 지진하중은 지반조건에 따라 증폭/감소될 수 있습니다. 즉, 설계응답스펙트럼은 지반조건에 따라 근사적으로(그리고 보수적으로) 지진하중을 산정한 값이죠. 따라서, 구조물에 (스펙트럼으로 구한) 지진하중을 입력한 후, 구조물에 이러한 지진하중에 대해 공진이 발생하는지를 검토하여야 합니다.
설계응답스펙트럼(즉, 지진하중)에는 설계개념에 따라 특정 진동수성분만이 있는 것이 아니라, 다양한 진동수 성분이 포함되어 있습니다. 따라서 스펙트럼 지진하중을 사용하여, 구조물의 응답을 구하면, 일반적으로 다양한 진동수 성분의 지진하중에 대해 근사적으로 구조물의 증폭된 응답을 고려하는 것이 됩니다.
구조동역학 이론과 같이, 특정한 공진 진동수 성분을 갖는 지진하중에 대해 공진으로 과도한 구조물 응답의 증폭을 설계에 일반적으로 반영하기가 일반적이지 못하고 실제로 실무자가 적용하기가 어렵다고 판단합니다. 따라서 만약 실무자가 좀더 엄밀하게 지진에 의한 구조물의 증폭을 고려하기 위해서는 설계기준에서 제시한 기저 암반에서 스펙트럼 지진하중을 사용하여, (shake등의 s/w를 사용하여) 지표면(구조부지)에서 특정진동수 성분으로 증폭된 스펙트럼 지진하중을 구한 후, 이를 구조물에 하중으로 가하면, 좀더 엄밀하게 지진과 구조물의 공진을 고려할 수 있습니다.
결론적으로 말씀 드리면, 설계응답스펙트럼은 다양한 지진하중의 특성을 일반 설계자가 용이하게 고려하기 위해 경험적으로 제시한 것으로, 공진보다는 지반증폭에 초점을 두고 있습니다. 즉, 설계응답스펙트럼도 보수적인 값이지만, 단주기 구조물에 대해 너무 큰 지진하중을 사용하여 비경제적인 설계를 하는 것을 제한하기 위해, 스펙트럼의 최대값을 제한하는 경우가 있습니다.
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설계한 건물이 공진을 일으키지 않을까 걱정이 되기도 합니다. 그래서 설계응답스펙트럼을 사용한다면 공진에 대한 걱정을 하지 않아도 되는지 궁금합니다.