1. 하중 (Euro code EN 1991, EN 1998) Check Items Remark 1) 일반사항 EN 1991-1-1: General action 밀도, 자중및건물에작용하는부가하중 EN 1991-1-4: Wind Action EN 1998-1: Design of structures for earthquake resistance 2) EN 1991-1-1 ( 자중및 Imposed Load) 일반사항 1) 자재의밀도, 자중및건물부가하중 (imposed load) 2) Section 4 및 Annex A 는재료밀도및휴식각 3) Section 6 은지붕및바닥용도에따른부가하중 - 교통하중은전체중량 160KN 이하차량적용 - 담장에작용하는수평하중, Annex B 는주차장의담장수평하중 Symbol 1/30
자중 - 가동간막이같은이동가능한경우는 imposed load - 지붕및테라스의토압은영구 action : 토압관련세부사항은 EN 1997 참조 ( 수위포함 ) 부가하중 (Imposed Load), Q k - 자동차의충격또는기계의돌발하중은 EN 1991-1-7 - 부가하중은 quasi-static action - forklift/ 헬리콥터동적확대계수적용 (6.3) 식 - forkloft 는 6.3.2.3 에따라설계 - 진동설계는 EN 1990 5.1.3 에따라적용 - 지붕에서는적설하중또는풍하중은부가하중과함께동시에작용않음 - 적용카테고리 A: 주거및거주용 ( 주거각실및병동, 호텔침실및 hostel 의부엌 ) B: 사무실용 C: 사람이군집하는장소 ( 카테고리 A, B, D 제외 ) C1/ 학교, 까페, 식당, 서재, 응접실등 table 有 C2/ 교회, 영화관, 회의실, 대합실등고정석 C3/ 전시장, 박물관, 호텔 / 병원등보행방해없음 C4/ 무도장. 체육관, 무대등육체적활동가능 C6/ 콘서트홀, 스포츠홀, 스텐드등대규모관중 D: 쇼핑지역 D1/ 일반소매상점 D2/ 백화점 - Action 은등분포하중 qk, 집중자중 Qk 적용하며국부적영향의검토에적용됨 ( 하기표 6.2 참조 ) * 하중의 range 는국가별부록으로정해질수있으며추천값을밑줄로표기함 * 집중하중은 50mm square 로작용하는것으로함 * 하중이수평으로분배될수있는바닥구조일경우 partition 은다음과같이분포할수있음 ; 길이당자중 1,0KN/m 이하 / qk=0,5kn/m2 ; 길이당자중 2,0KN/m 이하 / qk=0,8kn/m2 ; 길이당자중 3,0KN/m 이하 / qk=1,2kn/m2 2/30
- 바닥면적저감은 α A 적용 ; α A = (5/7)ψo + (Ao/A) 1.0 카테고리 C, D 의경우 α A >0,6 ψo 는 EN 1990 Annex A1, Table A1.1 참조 3/30
여기서 ψ0= variable ( 가변 ) action 의조합계수 ψ1= 빈번히발생하는 variable action 계수 ψ2= 준영구 (quasi-permanent) 하중계수여기서 Ao = 10,0m2 A = 하중면적 - 기둥및벽체의층별저감, α n 적용 α n = [2+(n-2)ψo] / n 여기서 n= 동일카테고리내하중받는구조요소위의상부층수 > 2 - 창고및기타산업관련행위 1) 적용카테고리 E1 = 접근로를포함상품적재지역 ( 책및도서등의창고 ) E2 = 산업용 2) E1 에대한추천값은다음과같음 : qk = 7,5KN/m2, Qk = 7,0KN 3) 특성치는밀도, 적재높이를고려한최대값적용적재물이벽에미치는수평하중은 EN 1991-4 참조 4) Forklift 에의한 action 은 Table 6.5 6.6 참조 - 차고및차량통행로 1) 카테고리 F = 9 인숭이하총중량 30KN 이하경량차 G = 바퀴축이 2, 총중량 30KN 초과 160KN 통로, 배송구역, 160KN 이하소방차의접근로 4/30
- 지붕 1) 카테고리 H = 유지보수시를제외하고접근불가 I = 카테고리 A~D 에따른접근가능지붕 K = 헬리콥터착륙장같은특수목적지붕 2) 카테고리 I 의경우표 6.2, 6.4 및 6.8 에따름 3) 헬리콥터착륙장은다음과같으며이륙시의충격 을고려한동적계수 Φ=1.4 를사용하여설계요함 5/30
: Qk,dyn = Φ* Qk - 장막으로사용되는간막이벽체와파라펫작용하중 : Table 6.12 참조 : 하중높이는 1.2m 이하, 혼잡한다중시설 5KN/m 요 재료의밀도 (Density) - 경량콘크리트 class LC 1.0 ~ LC 2.0, 등급별적용 - 일반중량콘크리트, 24,0 KN/m3 - 시멘트몰탈, 19,0 ~ 23,0 KN/m3 - 알루미늄, 27,0 KN/m3 - steel, 77,0 ~ 78.5 KN/m3 - 유리, 25,0 KN/m3 ( 파손유리 22,0) - 서적및문서, 6KN/m2 단빽빽히저장시 8.5KN/m2 차량방호벽 (ANNEX B) - 1.5m 폭에등분포작용하는수평력 F = 0,5mv2 / (δc + δb) - W < 2500kg 차량, m=1500kg, v=4.5m/s,δc=100mm 단단한벽일경우 δb=0, F = 150KN - W > 2500kg 차량, m= 실제질량, v=4.5m/s,δc=100mm - 힘작용점은 bumper 위치, 단 2500Kg 미만 375mm - ramp 장벽은상기하중의 1.5 배및 610mm 위치작용 - 길이 20m 이상하향직선램프단부는상기 2500kg 미만차량에대한하중의 2 배및 610mm 위치작용 6/30
Check Items Remark 3) EN 1991-1-4 ( 풍하중 ) 일반사항 1) 50 년재현주기고려함 2) 풍속및속도압은평균성분및변동성분으로구성됨 기본사항 1) 기본풍속의근본치 Vb,o = 10 분평균풍속으로개활지에서 10m 위치값으로풍방향과는무관함 2) 기본풍속 Vb = C dir * C season * V b,0 (4.1) 단 Vb, 지형카테고리 Ⅱ, 10m 위치의기본풍속 C dir, 방향성계수 ( 추천값 1,0 또는국가별부록 ) C season, 계절계수 ( 추천값 1,0 또는국가별부록 ) 시공중, 임시구조물에적용 (EN 1991-1-6) 3) 평균풍 (Mean Wind velocity, Vm) - 높이별변동 Vm(Z)=Cr(Z)*Co(Z)*Vb (4.3) - 지형조도 (Terrain roughness) 계수 Cr(Z) i) Cr(Z) = Kr * ln(z/zo) for Zmin Z Zmax ⅱ) Cr(Z) = Cr(Zmin) for Z Zmin 단 Kr = 0,19*[Zo/Zo, Ⅱ ]^0.07 Zmax= 국가별부록또는 200m Zo, Ⅱ = 0.05m ( 지형카테고리 Ⅱ, Table 4.1) Zmim= Table 4.1 Zo= 거친지형의길이 (roughness length) Zo, Ⅱ = 0.05m ( 지형카테고리 Ⅱ) Zmax= 200m ( 국가부록에별도언급없는한 ) 7/30
- 산악지형계수, Co(Z) 별도언급없는한 1,0 - 인근에규모가큰상당한높이의구조물의경우 : 인근건물평균높이 2 배이상높이의건물이있을경우풍속증가발생. Annex A.4 참조 - 조밀하게배치된건물이나장애물, Annex A.5 참조 4) 교란풍 (Wind Turbulence) - 교란풍강도, Iv(Z)= 표준편차 (σ v )/ 평균풍속 (Vm) - σ v = K r * V b * K l (4.6) - 단, - 교란계수 K l 는국가부록참조, 추천값은 1.0 5) 순간최대속도압 (Peak velocity pressure, q p (Z)) - 단, ρ= 공기밀도 Ce(Z) = q p (Z)/q b (4.9) qb = 1/2* ρ*v b^2 (4.10) 단, Co(Z)=1,0 인평탄지형에대한노출계수 Ce(Z) 는하기그림 4.2 참조 ( 높이 / 지형카테고리 ) 8/30
Wind Action 1) 산정절차 2) 풍하중 (Wind Force) - 하중계수또는표면압을고려하여산정함 - Fw = C s C d * C f * q p (Z e ) * A ref 또는 Fw = C s C d * C f * ΣC f * q p (Z e ) *A ref 3) 풍압 (Wind pressure) - 외압 W e = q p (Z e ) * C pe - 내압 W i = q p (Z i ) * C pi 구조계수 (Structural factor), CsCd 1) CsCd 의결정 - 높이 15m 이하건물, CsCd = 1 - 고유진동수 5Hz 이상의지붕및 façade, 1.0-100m 이하, 풍방향깊이의 4 배이하높이의, 구조용벽체를가진골조건물 (framed building), 1.0 - 또는상세한절차로결정가능 (6.3.1 항참조 ) 9/30
압력계수및하중계수 1) 압력계수 - 하중면적 A 에달려있음 (1m2 및 10m2 기준 ) - Cpe,1 및 Cpe,10 은국가부록에있음 2) 矩形평면건물에서의수직벽체의 reference height - 높이 h < 폭 b 일때, 1 개부분으로간주 10/30
- 2b > h > b 일때, 2 개부분으로간주 - h > 2b 일때, 여러개부분으로나눔 3) 벽체외압계수 Cpe,1 및 Cpe,10 - h/d>5 일경우, 전체풍하중은 sect. 7.6~7.8, 7.9.2 11/30
- flat 지붕외압계수 ( 경사도 5 도미만 ) - 기타형상지붕은 7.2.4~7.2.8 참조 (Dome 포함 ) 12/30
4) 내압계수, Cpi - 내압계수 Cpi 는개구부분포및치수에좌우됨 - 2 면이상에서각면의개구부전체면적이각면의 30 % 일경우, Sect 7.3 및 7.4 를사용해야함 - 어떤면에서의개구부면적이나머지면의개구부의 2 배이상일경우 dominant 면이라고간주함 - dominant 면을가진건물에서내압은그면의개구부에작용하는외압의일정비율로함 (1) Adom = 2*Arest 일때, Cpi = 0,75*Cpe (2) Adom > 3*Arest 일때, Cpi = 0,90*Cpe 단, Cpe 는 dominant face 의외압계수 - dominant face 가없는경우, 하기와같음 - 개구부비, μ를구하기어려운경우 +0.2, -0.3 사용 - 내압용 Zi 는내압에기여하는외압면 reference 사용 5) Free-standing wall, fence, 파라펫, 간판 - section 7.4 항참조 13/30
4) EN 1998 (Design of structures for earthquake resistance) 일반사항 1) 50 년초과확률 10%(P NCR ) 고려 (T NCR =475 년, 재현주기 ) 2) Damage limitation requirement (T DLR = 95 년 ) 지반의분류 V s,30 : 전단변형도가 10-5 이하에서의지표면 30m 지층까지의전단파속도의평균 Seismic Zone - 설계지반가속도 (type A 지반기준 ): a gr = γ 1. a gr 단 a gr 은지반 type A 에서의 reference 최대가속도 14/30
γ 1 는중요도계수 - 약진지역 : a g ( 설계지반가속 @ type A 지반 ) < 0,08g - 매우약진지역 : a g <0,04g, 본규정따를필요없음 Seismic action 의표기 - 탄성응답스펙트럼은붕괴방지용및피해제한용의 2 개 - 중요도계수 γ 1 >1,0, 지형증대효과고려요함 - 수평방향탄성응답스펙트럼 15/30
- deep geology 일경우, surface wave magnitude MS<5,5 : Type 2 스펙트럼사용 - damping 수정계수 : 단, = 구조체의점성감쇄비율 (%) - 탄성응답변위스펙트럼 : S De (T) 단상기는고유주기가 4 초이하일경우적용 - 연직방향탄성응답스펙트럼 : 3.2.2.3 참조 16/30
- 설계지표변위 - 탄성해석용설계스펙트럼 ; 비선형영역에서의거동을고려, q( 거동계수 ) 로저감 - 다른 action 과의조합 ; EN 1990: 2002, ^6.4.3.4 단, ; 질량을고려한관성력검토 ΣGk, j "+" Σψ E,i Qk,i ψe,i is the combination coefficient for variable action i 17/30
(see 4.2.4). 건물의설계 1) 정형성 : 4.2.3 참조 2) 다양한 action(q i ) 에대한조합계수 - action ion q i 의준영구값에대한조합계수는 EN 1990:2002 부록 A1 의값참조 3) 건물의중요도및중요도계수 - 건물의중요도 Ⅱ에대해 = 1.0, 기타에대해 Ⅰ, Ⅲ,Ⅳ는각각 0,8, 1,2 alc 1,4 가추천값임 4) 건물의편심 eai = ±0,05 Li (4.3) rx 2 > ls 2 + eox 2, ry 2 > ls 2 + eoy 2, where the radius of gyration ls, the torsional radii rx and ry and the natural 18/30
eccentricities eox and eoy are defined as in 4.2.3.2(6). 5) Lateral force method analysis - 고차모드영향이크지않는건물에적용 (1 차주기 ) - 이조항의요구조건은하기 2 가지를만족으로간주 (1) 기본주기 T1 4*Tc 및 2,0*s (2) 정형성만족 - 밑면전단력, 횡력분포, 비틀림효과 ; 4.3.3.2 참조 - 밑면전단력 F = S (T ) m λ (T1 은기본주기, m 은질량, λ는수정계수 T1 2Tc 및 2 층이상이면 λ=0,85, 기타 1,0) - 고유주기 T1, 레일레이등의동력학이용가능 (1) T1 = Ct H 3/ 4 (2) Ct ; 철골모멘트골조 0,085 RC 모멘트골조 / 편심가새골조 0,075 기타구조 0,050 RC/ 조적전단벽 Ct = 0,075/ Ac (1 층벽체 ) Ac = Σ[Ai (0,2 +(lwi / H)) 2 ] (3) 또는 T1 = 2 d (d 는최상부에수평방향으로중력하중을가할경우의탄성변위, m 단위 ) 6) 모드스펙트럼해석 - 질량참여율 90% 이상 / 참여질량 5% 이상모드포함 - 상기불만족시, 참여모드 k>3 n 및 Tk 0,20s 7) Seismic action 성분효과의결합 - 각수평방향 action 의 SRSS 또는 - EEdx "+" 0,30EEdy, 0,30EEdx "+" EEdy 8) 변위의계산 - ds = qd de (4.23) - ds: 설계지진 action 에의해야기된구조물변위 - qd : 변위거동계수 - de: 설계스펙트럼에근거한선형해석변위 안전의검증 1) 접합부 ; ΣMRc ( 기둥 ) 1,3ΣMRb ( 보 ) 2) 기둥 / 보등의개별기초 ; EFd = EF,G +γ RdΩEF,E 단,γRd ( 초과강도계수 ) = q( 거동계수 ) 3 일때, 1,0 19/30
= 기타는 1,2 EF,G = 지진조합에포함되는비지진 action 효과 EF,E = 설계지진해석에서구한 action 효과 Ω = EF 에최대영향을미치는요소 i 또는에너지소산영역의 (Rdi/Edi) q 값 Rdi = 그러한영역이나요소 i 의설계저항능력 Edi = 상기영역 / 요소에대한 action 효과의설계값각기초종류에대한 Ω는 4.4.2.6 참조 - 모멘트저항골조의기둥및구조벽기초 - 중심가새골조의기둥기초 - 편심가새골조의기둥기초 - 공통기초 3) 파괴한계 / 층간변형 - 취성의비구조요소건물 ; drν 0,005h - 연성의비구조요소건물 ; drν 0,0075h - 구조변형에영향을받지않는비구조용건물 ; drν 0,010 h - 단ν는감소계수로중요도 Ⅲ, Ⅳ는 0,4 및중요도 Ⅰ, Ⅱ는 0.5 20/30
2. 내진설계 Check Items Remark 1) EN 1998 (Design of structures for earthquake resistance) 콘크리트건물에대한상세규정 1) 연성등급 : DCM(medium ductility), DCH(high duct~) 2) 구조 type a) frame system b) dual system(frame or wall equivalent) c) ductile wall system(coupled or uncoupled) d) system of large lightly reinforced walls - 5.2.2.1 (3) 참조 e) inverted pendulum system f) torsionally flexible system 3) 거동계수 - q = qokw 1,5 (5.1) 단 qo; 거동계수의기본값 kw; 탁월파괴모드를반영하는계수 - 입면이정형인 system 의거동계수 α1; 휨저항강도에달하기위한승수, αu; 소성힌지 - Frames or frame-equivalent dual systems. ; One-storey buildings, α u /α 1 =1,1 ; multistorey, one-bay frames: α u /α 1 =1,2 ; multistorey, multi-bay frames or frameequivalent dual structures, α u /α 1 =1,3. - Wall- or wall-equivalent dual systems. ; wall systems with only two uncoupled walls per horizontal direction: α u /α 1 =1,0 ; other uncoupled wall systems: α u /α 1 =1,1 ; wall-equivalent dual, or coupled wall systems: 21/30
α u /α 1 =1,2. 4) 주된 ( 탁월 ) 파괴모드를반영하는계수 5) 구조 system 내모든벽체의 aspect ratio(hwi/lwi) 가 크게상이하지않을경우, prevailing aspect ratio 6) EN 1992-1-1 에따른설계 (5.3) a) 5.3.2 의추가요구조건없는저연성 (Ductility class L) 내진설계는낮은지진에한해적용 b) 철근 : class B or C(EN 1992-1-1:2004, Table C.1) 7) DCM 설계 a) 주내진구조요소에서의재료요구조건 - C 16/20 이하콘크리트는사용불가 - 폐쇄형스터럽및 cross tie 를제외, 리브철근만 - class B or C(EN 1992-1-1:2004, Table C.1) b) 보및기둥 - 기둥과보의편심은 bc/4(bc: 보의길이방향축에직각방향기둥의최대단면치수 ) - 내진보의폭 bw min{bc+hw;2bc}, hw 는보춤 - Θ 0,1 이아니면, 내진기둥의치수는고려방향으로기둥단부와변곡점사이거리의 1/10 이상 c) 연성벽체 - web 두께, bwo max{0,15,hs/20}, hs 는순지간 (m) - 경계요소두께조건적용 (5.4.3.4.2(10)) d) 불연속수직재를지지하는보에대한구체적기준 - 불연속기둥을지지하는주내진보 22/30
: 보축에대해기둥축은편심이있어서는안됨 : 보는벽체나기둥등 2 이상의직접지점에지지 8) DCH 설계 a) 주내진구조요소에서의재료요구조건 - C 20/25 이하콘크리트는사용불가 - 폐쇄형스터럽및 cross tie 를제외, 리브철근만 - class C(EN 1992-1-1:2004, Table C.1) 철근, fyk,0,95( 실항복강도의 95% 분위 ) 는호칭항복강도를 25% 이상초과하면안됨 b) 보및기둥 - 내진보의폭 bw 200mm, 주내진보의춤에대한폭비율은 lot/b 70/[(h/b)] 1/3 및 h/b 3,5, 단, lot: 비틀림구속부재간거리, h: 중앙에서의전체춤 b: 압축 flange 의폭, 또한 7) b) 항적용 - 주내진기둥의최소단면은 250mmm 이상, Θ 0,1 이아니면, 내진기둥의치수는고려방향으로기둥단부와변곡점사이거리의 1/10 이상 c) 연성벽체 - 상기 7) c) 항외 5.5.3.4.5.(8)/(9) 연성조항적용 - 해석에고려하지않은불규칙한개구부는불가함 23/30
철골건물에대한상세규정 (6 장참조 ) 1) 내진철골건물은다음개념에따라설계됨 (table 6.1) - concept a) 저소산구조거동 - concept b) 소산구조거동 2) concept a) 에서거동계수는 1,5~2, 입면비정형은 *0.8 적용하나 1,5 초과불필요 - q>1,5 일때, 주내진부재는단면등급 1, 2 또는 3 3) concept b) 에서 q 는연성등급과구조 type(6.3) 에의존 - 6.2~6.11 항이적용되어야함 4) Materials - 소산구역의항복강도및설계가하기중하나에적합할경우소산구역이의도한위치에있다고봄 ( 기타구역은탄성영역에있으나소산구역은항복 ) a) 소산구역의최대항복강도 fy,max 단, γ ov 는초과강도계수로 S235 일때 1.25 b) fy,max 는소산구역및 fy( fy,max) 는비소산구역일반적으로비소산구역은 S355, 소산구역 S235 c) 소산구역의실항복강도 fy,act 는측정에의하며각소산구역의초과강도계수 γov,act=fy,act/fy 로서 fy 는소산구역의호칭강도임 24/30
- 상기 b) 의조항만족시, 6.5~6.8 에서 γov =1.0 - 상기 c) 의조항만족시, 6.5~6.8 의 γov,act 중최대 - 볼팅구조, grade 8.8 또는 10.9 의고강도볼트사용 5) 구조 type - 모멘트저항골조 ; 소산영역은주로보의소성힌지또는보-기둥이음부에위치하나하기와같은기둥부위에도가능즉, 골조의밑면, 다층건물의상부층기둥의상부단층건물의기둥하단및상단 ( ) - 중심가새골조 ; 능동적인장형가새 ( 압축가새무시 ) 또는 V 형가새 ( 인장및압축모두고려, 접합부는연속수평재위 ) ; 단하기는 사용불가 25/30
- 편심가새골조 ; 모든 link 가능동형 - 역추형구조 - 콘크리트코아또는콘크리트벽체를가진구조 - 중심가새와결합된모멘트저항골조 26/30
- 내부채움이있는모멘트저항골조 6) 구조 type 별거동계수 (6.3.2) - ; 건물이입면비정형일경우, 표 6.2 의상한값 *0.8 ; 건물이정형일경우, 을계산하지않을경우그림 6.1~6.8 을사용가능 = = 구조물의임의부재에서의소성저항능력에먼저도달할수있도록수평설계 action 에곱하는값으로, 반면에기타다른설계 action 은일정함 = = 전체적인구조물의불안정을야기하기에충분한다수부재에서의소성힌지를형성하기위해수평지진력에곱해지는값으로기타다른설계하중은일정함. 동값은비선형해석 (pushover) 에서구함 ; 평면이비정형일경우값은 1,0 과그림 6.1~6.8 의평균값사용 27/30
; 비선형해석을할경우, 상기값보다더큰 값이허용되며최대값은 1,6 이다. 7) 에너지소산거동구조물의설계 (1) 압축또는휨에서의에너지소산요소의설계규정 ; 폭두께비를제한하여에너지를소산하는국부연성확보하되 b/t 는 EN 1993-1-1:2004, 5.5 따름 ; 에너지소산하는부재의단면등급요구사항 8) 합성철골-콘크리트건물에대한상세규정 (1) 설계개념 Concept a) 저-소산구조거동 Concept b) 합성소산영역을가진소산구조거동 Concept c) 철골소산영역을가진소산구조거동 28/30
(2) 재료 ; 콘크리트- 소산영역에서콘크리트등급은 C20/25 보다높게, C40/50 이상일경우 EN 1998-1 영역이아님 ; 철근-연성등급이 DCM 일경우 class B 또는 C DCH 일경우, class C (EN 1992-1-1:2004, 표 C.1) 폐쇄형스터럽또는 cross tie 를제외하고고응력지역의철근은이형철근만사용 ; 철골은 6.2 항에따름 (3) 구조 type 및거동계수 (a) 구조 type - 합성모멘트저항골조 - 합성편심가새골조 - 역추형구조 - 합성구조 system: RC 벽체로거동하는구조 ; type 1, 철골조와연결된콘크리트내부채움 panel 과함께거동하는철골또는합성골조 ; type 2, 콘크리트구조에연결된 encase 된철골이수직방향연단부보강재로사용된 RC 벽체 ; type 3, 2 이상의 RC 벽체또는합성벽체를서로연결하는철골또는합성보 29/30
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