도로 박스 암거 설계 GUIDE - Part 7. 도로암거의 내진설계

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Part1. 도로암거의 설계 조건과 재료 (바로가기 ↗️)

Part2. 도로암거의 지지력 (바로가기 ↗️)

Part3. 도로암거의 지반반력계수 (바로가기 ↗️)

Part4. 도로암거 설계하중 (바로가기 ↗️)

Part5. 도로암거 설계 활하중 (바로가기 ↗️)

Part6. 도로암거 설계 하중조합 (바로가기 ↗️)

Part7. 도로암거의 내진설계 - (◀️ 현재 글)

Part8. 도로암거 설계 지진하중 - 3월 출간 예정 *

Part9. 도로암거의 구조세목 - 3월 출간 예정 *

Part10. 도로암거의 철근상세 - 3월 출간 예정 *

Part11. 도로암거의 접합부설계 - 4월 출간 예정 *

Part12. 도로암거의 부재검토 - 휨검토 - 4월 출간 예정 *

Part13. 도로암거의 부재검토 - 전단검토 - 4월 출간 예정 *

Part14. 도로암거의 부재검토 - 처짐검토 - 4월 출간 예정 *

Part15. 도로암거의 부재검토 - 균열검토 - 4월 출간 예정 *

개요

암거의 내진설계 과정을 확인 합니다.

A. 도로암거 내진설계 조건

도로암거의 내진설계 설계조건은 “KDS 44 90 00 - 1.2.2”에 따라 아래와 같습니다.

• 내진등급 : II등급 (위험도 계수 : 1.0)
• 내진성능목표 : 붕괴방지수준

단, 이 조건은 발주자의 요구나 구조물의 중요도에 따라 변경될 수 있습니다.

“KDS 44 90 00 - 4.8.5(2)” 도로암거의 지진해석은 지반조건, 구조조건등을 고려하여 응답변위법 혹은 시간이력해석법을 사용하여 수행한다고 명시되어 있습니다.

B. 설계지반운동

설계지반운동의 고려사항은 “KDS 17 10 00 - 내진설계 일반” 을 따릅니다.

내진설계를 위한 지진하중 산정을 위해 기반면에서의 설계응답스펙트럼속도를 먼저 계산해야 합니다. 설계응답스펙트럼 속도는 “KDS 44 90 00 - 식 4.8-1”에 따라 구할 수 있습니다.

설계응답스펙트럼속도 산정, 표층지반의 고유주기를 포함하는 지진하중은 “KDS 29 17 00 - 공동구 내진 설계” 를 참고한 지진하중편에서 계산하도록 하고, 이 페이지에서는 가속도표준설계응답스펙트럼(Sa)을 산정하는 과정을 살펴보겠습니다.

표준설계응답스펙트럼(Sa)을 산정하는 과정을 살펴보겠습니다.

i. 유효수평지반가속도(S)

여기서부터는 “KDS 17 10 00 - 내진설계 일반”의 내용을 기본으로 합니다.

설계 기본정보를 통해서 지진구역과 평균재현주기를 선택합니다.

• 지진구역을 아래 표에 따라 분류합니다.
  • 지진구역 I과 지진구역 II에 따라 지진구역계수 값이 달라집니다.
  • 지진구역 : 표 4.2-1 지진구역

• 평균재현주기는 내진등급과 내진성능목표에 따라 달라집니다.
  • 표 4.1-1에서 내진 II 등급과 붕괴방지수준 도로암거의 평균재현주기는 500년입니다.

위에서 확인한 정보로 지진구역계수와 위험도계수를 확인하고 유효수평지반가속도를 산정합니다.

• 선택된 지진구역에 맞는 지진구역계수를 확인합니다.
  • 지진구역계수 (z) : 표 4.2-2 지진구역계수 (평균재현주기 500년에 해당)

• 구조물의 평균재현주기에 맞는 위험도 계수를 확인합니다.
  • 위험도계수 (I) : 표 4.2-3 위험도 계수

“4.2.1.4(5) 식4.2-1”에 따라 유효수평지반가속도 (S)를 계산합니다.

• 유효수평지반가속도 (S) = 지진구역계수 (z) * 각 평균 재현주기의 위험도계수 (I)

📝 Calculation Examples

ii. 지반의 분류

설계스펙트럼가속도 (Sa)는 암반지반 (S1)과 토사지반(S2 ~ S5)의 구분해서 산정하게 됩니다.

• 표 4.2-4 에서 지반의 종류를 확인합니다.

iii. 암반지반(S1지반) 5% 감쇠비에 대한 가속도표준설계응답스펙트럼(Sa)

암반지반의 가속도 표준설계응답스펙트럼 산정과정은 다음과 같습니다.

위에서 계산한 유효수평지반가속도(S)와 전이주기를 통해 주기영역별 설계스펙트럼 가속도를 산정합니다. (그림 4.2-1 가속도표준설계응답스펙트럼, 암반지반) 이때 고려된 감쇠비는 5%입니다.

• 가속도표준설계응답스펙트럼 전이주기
  • 표 4.2-5 가속도표준설계응답스펙트럼 전이주기

• 주기영역별 설계스펙트럼가속도(Sa)
  • 표 4.2-6 주기영역별 설계스펙트럼가속도(Sa)

이렇게 계산된 설계스펙트럼가속도는 5%감쇠비에 해당하는 값이기 때문에 “KDS 44 90 00 - 4.8.2 (6)"에 따라 내진성능수준별 감쇠비를 적용하여야 합니다.

• 내진성능수준별감쇠비 (ξ, %단위)
  • 붕괴방지수준 : 20%
  • 기능수행수준 : 10% (발주처의 요구가 있는 경우)
• 감쇠비에 따른 스펙트럼 보정
  • 표 4.2-7 감쇠보정계수

• 수직설계지반운동의 가속도표준설계응답스펙트럼
  • 4.2.1.4(2)에 따라 최대 유효수평지반가속도에 대한 최대 유효수직지반가속도의 비는 0.77 입니다.

📝 Calculation Examples

• T = To 일때 설계스펙트럼 가속도

• T = TL 일때 설계스펙트럼 가속도

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전체 콘텐츠에는 아래 내용까지 포함되어 있어요!

iV. 토사지반(S2~S5지반) 5%감쇠비에 대한 가속도표준설계응답스펙트럼(Sa)

- 전이주기와 가속도표준설계응답스펙트럼

- 지반증폭계수

📝 Calculation Examples

C. 응답수정계수(R)