지진 관련 표준의 주요 목적 중 하나 (예 :EAK 2003; CEN 2004; Regulatory Guide 1.92 2006; NTC 2008; ASCE 2014)는 지진 부하에 대한 구조물의 안전한 설계 및 구성에 대한 지침을 제공하는 것입니다. 그러나 현대 표준 조항은 현재 지식 수준에 의해 제한됩니다.
우리의 지식이 여전히 제한되어있는 한 가지 측면은 다음 지진의 정확한 위치를 예측하는 능력입니다. 이를 고려하여, 우리의 구조가 어느 곳에서나 미래의 지진에 저항 할 수 있다는 것을 안심시키기 위해 최악의 공격 방향을 연구해야합니다. 최악의 방향으로, 우리는 구조에 가장 바람직하지 않은 영향을 미치는 방향을 언급합니다.
.지진 발병의 용어는 그림 1에 표시되고 θ로 표시되는 건물에 대한 지진 작용의 방향을 참조하는 데 사용됩니다. 가장 불리한 효과를 초래하는 각도 θ는 임계 입사각이라고합니다.
그림 1. 지진 발병의 각도 (θ)는 건물의 구조적 축, X 및 Y 및 입력 시체 행동 사이의 각도입니다. 크레딧 :Despoina Skoulidou
기존의 지진 조항의 대부분은 임계 발생률의 중요성을 인식하고 실무자가이를 설명해야합니다. 그러나 임계 발병 각도는 정의하기 쉽지 않습니다. 지난 몇 년 동안 수행 된 몇몇 연구는 각 건물이 다른 매개 변수 (예 :열 힘, 스토리 변위 등)마다 다른 임계 발병률을 가지고 있음을 입증했습니다.
또한, 각각의 지진 작용은 다른 발병 각도 하에서 가장 바람직하지 않은 수요를 유발하는 것으로 밝혀졌다. 또한, 건물이 비선형 재료 특성으로 분석 될 때 재료의 시뮬레이션과 같은 몇 가지 구조적 특성은 임계 각도에 영향을 미칩니다. 따라서 중요한 각도를 선험적으로 알 수없는 결과입니다.
임계 입사각을 도출하기위한 간단한 솔루션은 표준에 의해 허용되는 대부분의 분석 절차에 대해 실질적으로 존재하지 않기 때문에, 실무자는 중요한 발병 각도를 도출하기 위해 다수의 발생률을 고려하여 매개 변수 분석을 수행해야합니다. 그러나 이러한 접근법은 비현실적이고 때로는 정기적으로 사용하기가 불가능한 것으로 보입니다.
임계 각도의 정의와 관련하여 지속적인 연구는 문제에 대한 유용한 솔루션을 도출하게되었다 (Menun and Der Kiureghian (1998), Athanatopoulou (2005)). 이러한 솔루션은 또한 가장 단순하고 가장 자주 사용되는 분석 방법, 측면 힘 분석을 위해 도출되었으며 여기에서는 Skoulidou and Romao (2017)에 의해 원래 논문에 제시 될 것이다. 이 절차는 단일 스토리 구조의 경우에 제시되며, 응용 프로그램의 예와 함께 여러 층 건물의 확장은 원본 문서에서 찾을 수 있습니다.
.LFA에서 지진 동작은 정규화 된 평균 스펙트럼 인 가속 응답 스펙트럼에 해당합니다. 가속 응답 스펙트럼은 주어진 방향을 따라 기본 구조 기간의 함수 인 4 가지 방정식으로 구성됩니다. 가속 응답 스펙트럼의 예가 그림 2에 나와 있습니다.
그림 2. 가속 응답 스펙트럼. 크레딧 :Despoina Skoulidou
기본 기간에 해당하는 스펙트럼 가속도 SA는 각각의 방향을 따라 입력 지진력 (F)을 계산하기 위해 질량을 곱합니다.
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(1)
또한, LFA에서 건물은 유한 요소 방법을 사용하여 모델링되고 선형 탄성 재료 특성을 고려합니다. 이 모델링 기술은 주요 참조 시스템을 기반으로 건물의 정적 동작에 대한 전체 설명을 허용합니다. 주요 기준 시스템에서, 결합되지 않은 기본 구조 기간, t unc , 모든 방향을 따라 건물의 타원에 떨어지는 것으로 입증되었으며, 따라서 잘 알려진 수학적 표현에 의해 각각의 방향 (또는 입사각, θ)의 함수로 설명 될 수 있습니다. :
(2)
여기서 t i 및 t ii , 두 가지 주요 지시에 따라 건물의 기본 기간에 해당합니다.
방정식 2에 정의 된 결합되지 않은 기본 기간의 발현을 대체함으로써, 스펙트럼의 발현에서, 방정식 1에 도시 된 바와 같이, 입력 지진력은 지진 발병의 각도의 함수 로서만 얻어진다 :
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(3)
따라서, 입력력의 최대화는 식 3을 최대화함으로써 추론 될 수있다. 이러한 최대화는 식 3의 미분을 0으로 동일하고 각도에 대한 해결함으로써 달성 될 수있다. 획득 된 각도는 임계 발생 각도입니다.
이러한 결과는 지진 공학 저널에 발표 된 측면 힘 분석을 사용하여 성능 평가를위한 지진 로딩의 중요 지진 방향이라는 제목의 기사에 설명되어 있습니다. 이 작품은 포르토 대학교의 Despoina Skoulidou가 주도했습니다.
참조 :
- ASCE (2014) 기존 건물의 지진 평가 및 개조 (ASCE/SEI 41-13). 미국 버지니아 주 레스턴, 미국 토목 기술자 협회
- Athanatopoulou Am (2005) 세 가지 상관 된 지진 성분의 비판적 방향. 엔지니어링 구조 27 (2) :301–312
- eak (2003) 구조의 지진 저항 설계를위한 그리스 코드. 환경부 계획 및 공공 사업부. 아테네, 그리스
- Cen (2004) EN1998-1 Eurocode 8 :지진 저항을위한 구조 설계, 1 부 :일반 규칙, 지진 행동 및 건물 규칙. 유럽 표준위원회
- Federal Emergency Management Agency (2012) 건물의 지진 성과 평가. FEMA P58 보고서, 워싱턴, DC
- Menun C, Der Kiureghian A (1998) 다 성분 지진 분석에 대한 30%, 40%및 SRSS 규칙을 대체합니다. 지진 스펙트럼. 14 (1) :153-163
- NTC (2008) Costruzioni 당 Norme Tecniche. 데 레토 델 장관 델리 인프라. 보충제 ordinario n.30 Alla Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n.29 Del 4/02/2008, 이탈리아 (이탈리아)
- 규제 안내서 1.92 (2006) 미국 원자력 규제위원회, 핵 규제 연구 사무소. 워싱턴, DC
- Skoulidou, D., &Romão, X. (2017). 측면 힘 분석을 사용하여 성능 평가 구축을위한 지진 로딩의 중요한 방향. 지진 공학의 게시판 , 15 (12), 5217-5246.
