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2020-10-31 [Q&A] 지진과 바람에 대한 등가정적하중 산정 개념

작성자 : kim2kie

(2022-10-07)

조회수 : 3621

[Q]
초고층 구조물 설계 시 지진하중과 풍하중은 시간에 따라 지속적으로 변하는 하중이기 때문에 각 구조물과 구조부재들의 응답(변위, 가속도, 부재력 등)은 동일한 시각에 최댓값을 나타내지 않습니다.

그렇다면, 지진과 바람에 대한 등가정적하중을 어떻게 구해야 설계 대상이 되는 모든 하중효과(load effect)들이 최대하중효과를 나타내도록 할 수 있을까요?

[A]
지진하중과 풍하중은 시간에 따라 변하므로,
이에 따른 구조물의 응답(변위, 가속도, 부재력 등)도 시간에 따라 변합니다.

응답이 시간에 따라 변하는 정도는 차이는 있지만,
하중의 크기와 응답의 크기는 대체로 비례합니다.

따라서 하중의 크기가 최대인 시간 지점을 찾아 등가정적하중으로 사용합니다.
예를 들어 최대지반가속도(PGA) 값에 구조물의 질량을 곱해서 구한 관성력을 등가정적하중으로 사용합니다.

여기에 필요에 따라 구조물과 하중의 동적 특성이 일치함으로써 발생하는 증폭현상을 추가로 고려해 주기 위해 증폭계수(예: 동적증폭계수, 거스트계수 등)를 앞서 구한 등가정적하중에 곱하여 주기도 합니다.