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[eGEN] [모델검토] 수직시스템 불연속에 의한 높이제한 검토

질문  

수직시스템 불연속에 제기된 높이제한 검토 메시지는 어떤 내용인가요 ?

 

답변

전이층이 있는 건물과 같이 횡력저항능력이 불연속이며 약층의 강도가 바로 위층 강도의 65% 미만인 구조물 높이는

2층 또는 9m 이하이어야 합니다. 

구조물이 해당 경우라면 검토 메시지가 NG로 표시됩니다.

 

해결방법에는

① 부재의 두께 및 단면 크기 변경

② 부재의 철근 변경

③ 전이층 설정과 전이보 지정이 있습니다.  

원칙적으로 하부층의 수직 부재량을 증가시키거나 상부층의 수직부재량을 감소시키지만 특별지진하중 적용시에는 문제가 없습니다.  


1. NG확인

[모델검토][수직시스템 불연속에 제기된 높이 제한 검토] 더블클릭하면

수직시스템 불연속인 해당 층방향이 표현되고 오른쪽의 [Tracer]를 클릭하여 강도비정형 평가 테이블을 확인합니다.

* 정형, 비정형, 높이한계치를 구분하는 상부층과 하부층의 층전단강도비는 아래와 같습니다.

정형 비정형 수직한계치
0.8 층전단강도비 0.65 층전단강도비 < 0.8 층전단강도비 < 0.65

 

2. 자주 묻는 질문

eGEN에서는 전이보로 지정된 부재  및 전이보와 연결된 수직부재에 시스템초과강도계수 Ωo가 곱해진 특별지진하중을 적용하여 강도검토가 진행됩니다. 

따라서 eGEN을 이용한 모델링 시 해당층에 전이층 설정과 전이보 지정을 했다면 수직시스템 불연속 또는 비정형으로 판단되더라도 특별지진하중을 고려했기 때문에 높이제한이 적용되지 않습니다.  

 

3. 해결방법

① 부재의 두께 및 단면 크기 변경 방법

[높이한계치] 결과가 나온 방향으로(RS_0 또는 RS_90) 기둥 및 벽체 두께, 단면크기를 키우는 방법입니다. 테이블의 파란색 음영이 들어간 부분은 X방향(RS_0)이고 회색 음영이 들어간 부분은 Y방향(RS_90)이므로 크기를 키우는 방향은 [높이한계치]가 나온 방향과 나란하게 키워줘야 합니다. 

☞ [Tracer] 클릭 시 보여지는 강도비정형 평가 테이블

    [높이한계치]가 발생한 층의 하중조건 방향(RS_0 또는 RS_90)을 확인합니다. 

☞ [2D기본]의 설계결과 간략도

    테이블에 맞는 하중조건 방향을 설계결과 간략도에서 확인합니다.

      

 

☞ 부재의 [설계편집창]

    부재를 더블클릭하여 하중조건 방향에 나란하게 부재의 단면을 키웁니다.

   

 

② 부재의 철근 변경 방법

부재의 단면 변경이 어려운 경우 기둥의 전단철근 및 벽체의 수평방향 철근을 조절하여 강도를 확보해야 합니다. 

아래 그림은 기둥의 전단철근의 직경을 늘리고 철근 간격을 줄여 전단강도를 확보한 예시입니다. 

 

③ 전이층 설정과 전이보 지정

필로티 등과 같이 전체구조물이 불안정성이나 붕괴를 일으키거나 지진하중의 흐름을 급격히 변화시키는 주요 부재의 설계시에는 전이층 설정과 전이보를 지정합니다. [KDS 41 17 00 8.1.2.3]

이때 하중은 지진하중을 포함한 하중조합에 지진하중 대신 특별지진하중이 적용이 되며 [KDS 41 17 00 8.3.1]에 의거 수직시스템 불연속 또는 비정형으로 판단되더라도 높이제한을 적용하지 않습니다. 

 

☞ [구조정보] 창

    [정보]메뉴 ▶ [구조정보]에서 전이층으로 지정할 층에 [전이층]체크합니다. 

 

☞ 전이보 지정

    [모델링][특성지정][전이부재지정]을 클릭한 후 전이보로 지정할 부재를 선택한 후 엔터를 누릅니다.

 

4. KDS 41 17 00 건축물 내진설계기준

☞ 8.3.1 수직시스템의 불연속

<표 5.3-2>에 정의된 수직 비정형의 유형번호 V-5와 같이 횡력저항능력이 불연속이며, 약층의 강도가 바로 윗층 강도의 65% 미만인 구조뭄의 높이는 2층 또는 9층 이하이어야 한다. 

단, 약층이 설계하중에 시스템초과강도계수 Ωo를 곱한 지진력을 지지할 수 있다면 높이 제한을 적용하지 않는다. 

 

☞ <표 5.3-2 수직비정형성의 유형과 정의> 중 V-5

유형

번호

유형 정의 관련 절

내진

설계

범주

V - 5

강도의 불연속

- 약층

임의 층의 횡강도가 직상층 횡강도의 80% 미만인 약층이 존재하는 경우에는 강도의 불연속에 의한 비정형이 존재하는 것으로 간주한다.

각층의 횡강도는 층전단력을 부담하는 내진요소들의 저항방향 강도의 합을 말한다.

8.3.1 B, C, D

 

☞ 8.1.2.3 특별지진하중

필로티 등과 같이 전체 구조물의 불안정성으로 붕괴를 일으키거나 지진하중의 흐름을 급격히 변화시키는 주요부재와 이를 지지하는 해당 위치의 수직부재 설계에는 지진하중을 포함한 하중조합에 일반 지진하중(E ) 대신 특별지진하중(Em)을 사용하여야 한다. 

            

여기서, Ωo : <표 6.2-1>에서 정한 시스템초과강도계수

             SDS : 4.2.2에서 정의한 단주기설계스펙트럼가속도 

             D : 고정하중

               단, ΩoE 는 지진력저항시스템에서 다른 부재의 내력에 의해 전달될 수 있는 최대하중을 초과할 필요는 없다.

 

 

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