Wind Loads

기능

• 풍하중 자동연산기능은 일반 건축물과 같이 층의 구분이 분명하고, 정형이고 밀폐형인 건축물의 주골조 설계용으로 활용할 수 있으며, 비정형이거나, 부분 또는 전부 개방형이거나, 설계기준에 의해 별도의 계산이 필요한 구조물은 별도로 풍하중을 계산하여 Wind Pressure기능을 이용하여 쉽게 재하할 수 있습니다.

• 풍하중 계산에 필요한 데이터의 입력이 완료되면 Story 기능에서 생성된 층데이터와 연계하여 각 층별 풍하중을 자동연산합니다. 자동연산된 풍하중은 Wind Load Profile... 버튼을 이용하여 확인할 수 있습니다.

호출

메인 메뉴에서 [Load] 탭 > [Type : Static Load] > [Lateral] 그룹 > [Wind Loads]

입력

Load Case Name

풍하중을 적용할 Load Case를 선택합니다.
Load Case를 새로 입력하거나 수정하려면 우측의 ... 버튼을 클릭합니다.

Wind Load Code

풍하중의 계산에 적용할 기준을 선택합니다.

Simplified Method / General Method는 선택코드에 따라서 아래와 같이 입력 활성화가 구분됩니다.

Wind Load Code : 

KDS(41-12:2022) 일 때 Simplified Method/General Method로 활성화
KDS(41-10-15:2019) 일 때 Simplified Method/General Method로 활성화
KBC2016 일 때 Simplified Method/General Method로 활성화
IBC2012 일 때 Alternate Method/Directional Procedure로 활성화
IBC2000 일 때 Simplified Procedure/Analytical Procedure로 활성화
UBC(1997) 일 때 Projected Area Method/Nomal Force Method로 활성화
UBC(1997) 일 때 Projected Area Method/Nomal Force Method로 활성화
NBC(1995) 일 때 Simplified Procedure/Detailed Procedure로 활성화
Eurocode-1(1992) 일 때 Simplified Procedure/Detailed Procedure로 활성화
BS6399(1997) 일 때 Standard Method/Directional Method로 활성화
Japan(2004) 일 때 Simplified Method/General Method로 활성화
IS875(1987) 일 때 Standard Method/Gust Factor Method로 활성화

Wind Load Parameters

풍하중의 자동연산에 적용할 변수를 입력합니다.
풍하중 산정법(간편법/일반법) 판단은 General Method옆의 상세버튼 ... 를 이용해서 확인할 수도 있습니다.

Note  X-Breadth, Y-Breadth 는 X방향, Y방향 풍하중에 대하여 Global좌표 기준으로 Ly, Lx값을 입력하면 자동 풍하중 계산시 해당방향의 값으로 계산하게 됩니다. (즉, 방향에 따라서 값을 반대로 입력할 필요 없습니다.)

<Wind Load Code : KDS(41-12:2022) / Simplified Method인 경우>

간편법은 KDS(41-12:2022) 5.15.1 적용범위에 해당되는 경우에만 적용할 수 있습니다.

Basic Wind Speed : 기본풍속 (KDS(41-12:2022) 5.5.2 기본풍속)

Average Roof Height : 건축물의 기준높이(지붕 평균높이)

Ce : 건설지 주변의 환경계수(기본값 : 1.0)

Min. X-Breadth : X방향 풍하중에 대한 폭

Min. Y-Breadth : Y방향 풍하중에 대한 폭

- Wind Load Direction Factor(Scale Factor)
풍하중을 적용할 방향과 크기를 입력합니다.

X-Dir : 전체좌표계 X방향으로 적용할 증감계수

Y-Dir : 전체좌표계 Y방향으로 적용할 증감계수

Z-Rot : 전체좌표계 Z축에 대한 회전(비틀림)에 적용할 증감계수

Note 
Z-Rot성분은 일본풍하중기준(2004) 입력시 활성화됩니다.

- Additional Wind Loads
자동연산에서 고려하지 못한 풍하중을 추가로 입력합니다.

- Wind Load Profile... 버튼 : 자동 연산된 풍하중을 적용방향과 성분에 따라 Spread Sheet 형태의 Table과 Graph로 확인할 수 있습니다.

<Wind Load Code : KDS(41-12:2022) / General Method, Vortex Shedding인 경우>

KDS(41-12:2022) 5.11에 제시된 원형평면인 건축구조물의 와류진동 풍하중을 적용할 수 있습니다.

Average Roof Height : 지붕면 평균높이

Diameter of 2H/3 Level (Dm) : 높이 2H/3에서의 바깥지름

Diameter of Bottom (DB) : 건축구조물 밑면의 바깥지름

Natural Frequency (N) : 풍직각방향의 1차 고유진동수

Mass (M) :건축물 지상부 총질량

Damping Ratio (Zf) :풍직각방향 진동의 1차 감쇠비

<Wind Load Code : KDS(41-12:2022) / General Method인 경우>

Exposure Category : 지표면 조도

Basic Wind Speed : 기본풍속

Importance Factor : 중요도계수

Average Roof Height : 지붕면 평균높이

Include Topographic Effects : 지형계수 적용여부

Topographic Factor at Building Ground Level, Kzt : 지표면에서의 지형계수

Directional Factor (kdx, kdy) : 풍향계수(KDS41-12:2022/ 5.5.3)

Rigid Structure : 강체구조물인 경우 지정

Flexible Structure : 유연구조물인 경우 지정

Gust Factor (GDx, GDy) : 풍방향 가스트영향계수(KDS41-12:2022/ 5.6)
가스트 영향계수는 상세창(...)을 이용하여 쉽게 계산할 수 있습니다.

Load Evaluation Using Force Coefficient : 풍력계수를 이용한 하중산정 여부 결정
/KDS41-12:2022 [5.12.6 기타구조물]의 풍력계수를 구할 때 사용합니다.

Force Coefficient : 풍력계수(기본값 : 1.0)

[Auto.Calculator] : 풍력계수를 구조 형상/형식에 따라 자동으로 산정합니다

Note 
이 기능을 별도 정의 하지 않으면 일반적으로 적용되는 풍압계수로 풍하중이 산정됩니다.

Middle Low Rise Building

: KDS41-12:2022/ 5.13.1 저층 및 중층건축물의 수평풍하중조합을 적용할 경우에 사용됩니다.
풍직각방향풍하중(Across Wind)의 조합하중이 자동으로 생성되고 자동계산된 풍하중이 재하됩니다.
(Static Load Case에 자동으로 등록이 됩니다)

High Rise Building

: KDS41-12:2022/ 5.13.2 고층 및 유연건축물의 수평풍하중조합을 적용할 경우에 사용됩니다.
Across Wind와 Torsional Wind를 체크하면 풍직각방향과 비틀림 조합 하중조건이 자동으로 생성되고 자동 계산된 풍하중이 재하됩니다. (Static Load Case에 자동으로 등록이 됩니다) 

Wind Response : 풍응답, KDS41-12:2022/ 5.1.2(9)에 의해 거주성을 검토하기 위해 필요한 응답가속도 및 최상층 최대변위를 출력합니다. (Wind Load Profile에서 확인 가능)

Parameters of Wind Vibration :
풍직각/ 비틀림 방향 풍하중 계산 및 풍응답 변위/가속도 계산에 사용되는 변수를 입력합니다.

X-Bredth(B, Ly) : X방향 풍하중에 대한 폭
Y-Bredth(B, Lx) : Y방향 풍하중에 대한 폭

Note 
Global 좌표 기준으로 X방향 풍하중에 대한 폭(Ly), Y방향 풍하중에 대한 폭(Lx)을 입력합니다.

X-Natural Frequency, Y-Natural Frequency, Torsional Natural Frequency : 1차 고유진동수

: 각 방향별 질량 참여율이 가장 높은 모드의 진동수를 입력합니다.
고유치 해석을 완료 한 후, Import from Eigenvalue Results를 이용하여 해석결과에서 불러올 수 있습니다.

X-1stVibration Generalized Mass, Y-1stVibration Generalized Mass : 1차진동 일반화질량

: KBC2016 해식 5.13.5에 의해 계산하여 자동 입력됩니다

Generalized inertial Moment : 일반화 관성모멘트

: KBC2016 해식 0305.10.12에 의해 계산하여 자동 입력됩니다

Damping Ratio : 1차 감쇠비

Wind Load Direction Factor(Scale Factor)
풍하중을 적용할 방향과 크기를 입력합니다.

X-Dir : 전체좌표계 X방향으로 적용할 증감계수

Y-Dir : 전체좌표계 Y방향으로 적용할 증감계수

Z-Rot : 전체좌표계 Z축에 대한 회전(비틀림)에 적용할 증감계수

Note 
Z-Rot성분은 일본풍하중기준(2004) 입력시 활성화됩니다.

Additional Wind Loads
자동연산에서 고려하지 못한 풍하중을 추가로 입력합니다.

Wind Load Profile... 버튼 : 자동 연산된 풍하중을 적용방향과 성분에 따라 Spread Sheet 형태의 Table과 Graph로 확인할 수 있습니다.

[기타 기준별 변수입력 보기]

 

[KBC (2009)]

 

Exposure Category : 지표면 조도

Basic Wind Speed : 기본풍속

Importance Factor : 중요도계수

Average Roof Height : 지붕면 평균높이

Include Topographic Effects : 지형계수 적용여부

Topographic Factor at Building Ground Level, Kzt : 지표면에서의 지형계수

Vertical Range for Kzt : 풍속할증 경계면의 높이

Rigid Structure : 강체구조물인 경우 지정

Flexible Structure : 유연구조물인 경우 지정

Gust Factor

[Rigid Structure]

 

Average Roof Height(H) : 건축물의 높이

X-Breadth(B, Ly) : 전체좌표계 X축 방향 풍하중 고려시 건물의 폭

Y-Breadth(B, Lx) : 전체좌표계 Y축 방향 풍하중 고려시 건물의 폭

Calculate 버튼 : 유연구조물의 가스트 영향계수 계산

Gust Factor X : X방향 가스트 영향계수

Gust Factor Y : Y방향 가스트 영향계수

Gust Factor : 가스트 영향계수

 

[Flexible Structure]

 

Average Roof Height(H) : 건축물의 높이

X-Breadth(B, Ly) : 전체좌표계 X축 방향 풍하중 고려시 건물의 폭

Y-Breadth(B, Lx) : 전체좌표계 Y축 방향 풍하중 고려시 건물의 폭

X-Natural Frequency(Nox) : 건물의 전체좌표계 X축 방향 고유진동수

Y-Natural Frequency(Noy) : 건물의 전체좌표계 Y축 방향 고유진동수

Damping Ratio(Zf) : 감쇠비

Calculate 버튼 : 유연구조물의 가스트 영향계수 계산

Gust Factor X : X방향 가스트 영향계수

Gust Factor Y : Y방향 가스트 영향계수

Gust Factor : 가스트 영향계수

 

 

Load Evaluation Using Force Coefficient  : 풍력계수를 이용한 하중산정 여부 결정

Force Coefficient : 풍력계수

 

[Auto.Calculaotor] : 풍력계수를 구조 형식에 따라 자동으로 산정합니다

[Auto.Calculaotor]

 

Chimneys, Tanks and similar structures

굴뚝, 탱크, 기타 이와 유사한 구조물의 주골조설계용 풍력계수를 산정합니다.

Horizontal Cross-Section Type : 구조물의 단면 형태를 지정합니다.

Square(wind normal to face) : 면에 직각풍

Square(wind along diagonal) : 단면 대각선풍

Hexagonal or octagonal : 육각형 혹은 팔각형

Round : 원형

Diameter of circular cross-section and Least horizontal dimension of square, hexagonal or octagonal corss-sections(d) : 원형단면의 지름 또는 사각, 육각 혹은 팔각형 단면의 최소치수(d)

X-Dir : X방향으로 적용할 단면최소치수

Y-Dir : Y방향으로 적용할 단면최소치수

Depth of protruding elements such as ribs and spoilers(d’) : 리브 및 스포일러와 같은 내민 요소의 깊이(d’)

X-Dir : X방향으로 적용할 내민요소 깊이

Y-Dir : Y방향으로 적용할 내민요소 깊이

 

Solid signs

밀폐형 광고판의 주골조설계용 풍력계수를 산정합니다.
유효수압면적이 전체면적의 70%를 초과하는 광고판에 적용합니다.

Installation Type : 설치유형을 설정합니다.

At Ground Level : 지표면 설치 광고판

Height of Solid Signs(hs) : 광고판 높이를 입력합니다.

Breadth of Solid Signs(b) : 광고판 폭을 입력합니다

X-Dir : X방향으로 적용할 단면최소치수

Y-Dir : Y방향으로 적용할 단면최소치수

Above Ground Level : 하부개방 광고판

Larger dimension of Solid Signs(m) : 광고판의 장변 높이를 입력합니다.

Smaller dimension of Solid Signs(n) : 광고판의 단변 높이를 입력합니다.

X-Dir : X방향으로 적용할 변의 길이

Y-Dir : Y방향으로 적용할 변의 길이

 

Open signs and lattice Frameworks

개방형 광고판과 래티스구조물의 주골조설계용 풍력계수를 산정합니다.
개방형 판구조물의 개방률이 30% 이상인 경우에 적용합니다.

Section Member Type

Flat-Sided Members : 면으로 구성된 부재

Ratio of Solid area to Gross area : 구조물의 충실률(유효수압면적/외곽 전면적)

Rounded Members : 원형부재

Ratio of Solid area to Gross area : 구조물의 충실률(유효수압면적/외곽 전면적)

Diameter of a typical round member(d) : 원형부재의 지름

 

Truss Towers

트러스타워의 주골조설계용 풍력계수를 산정합니다.

Plan Type : 타워의 평면을 설정합니다.

Square Plan : 사각형 평면

Triangle Plan : 삼각형 평면

Member Type : 단면종류를 선택합니다.

Steel Rounded members : 강관부재

Square cross-sections members : 사각형 단면

Other Type : 사다리 및 배관, 조명등, 엘리베이터 등과 같은 기타 단면

Ratio of Solid area to Gross area : 트러스 타워의 충실률(유효수압면적/외곽전면적)

 

Note 
이 기능을 별도 정의 하지 않으면 일반적으로 적용되는 풍압계수로 풍하중이 산정됩니다.

 

 

 

[Korean (Arch. 2000)]

[Korean (Arch. 1992)]

[IBC2012(ASCE7-10)]

[IBC2009(ASCE7-05)]

[IBC2000(ASCE7-98)]

[UBC (1997)]

[ANSI(1982)]

[NBC(1995)]

[Eurocode-1 (2005)]

[Eurocode-1 (1992)]

[BS6399(1997)]

[China (GB50009-2012)]

[China (GB50009-2001)]

[Japan (2004)]

[Japan (2000)]

[Japan (1987)]

[IS875 (1987)]

[Taiwan (2002)]

[NSR-10]