표제지
목차
국문초록 13
1. 서론 15
1.1. 연구배경 및 목적 15
1.2. 연구내용 및 방법 16
2. 이론적 배경 19
2.1. 정적 해석과 동적 해석의 비교 19
(1) 시간에 따라 변하는 작용 하중 19
(2) 시간에 따라 변하는 구조물 응답 20
2.2. 동적해석 22
2.2.1. 동적해석의 중요성 22
2.2.2. 동적해석 시 주의사항 22
2.3. 고유치해석 23
2.3.1. 자유도 24
2.3.2. 자유진동과 강제진동 26
2.3.3. 고유치해석 26
2.4. 직접적분법(Direct integration method) 29
2.5. 모드중첩법(Mode Superposition Method) 32
3. 대상구조물 및 입력지진 35
3.1. 개요 35
3.2. 고유치해석 39
3.2.1. 고유주기 39
3.2.2. 질량참여율 41
3.3.3. 모드기여계수 43
3.3. 모드형상 46
3.4. 지반운동기록 49
4. 주요모드를 활용한 대상구조물의 지진 시 거동 추정 56
4.1. 지반운동기록에 따른 대상구조물의 거동 분석 및 비교 56
4.1.1. EQ1 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 57
4.1.2. EQ1 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 60
4.1.3. EQ2 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 63
4.1.4. EQ2 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 66
4.1.5. EQ3 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 69
4.1.6. EQ3 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 72
4.1.7. EQ4 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 75
4.1.8. EQ4 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 78
4.1.9. EQ5 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 81
4.1.10. EQ5 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 84
4.1.11. EQ6 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 87
4.1.12. EQ6 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 90
4.1.13. EQ7 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 93
4.1.14. EQ7 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 96
4.1.15. EQ8 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 99
4.1.16. EQ8 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 102
4.1.17. EQ9 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 105
4.1.18. EQ9 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 108
4.1.19. EQ10 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 111
4.1.20. EQ10 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 114
4.1.21. EQ11 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 117
4.1.22. EQ11 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 120
4.1.23. EQ12 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 123
4.1.24. EQ12 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 126
4.1.25. EQ13 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 129
4.1.26. EQ13 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 132
4.1.27. EQ14 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 135
4.1.28. EQ14 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 138
4.1.29. EQ15 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 141
4.1.30. EQ15 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 144
4.1.31. EQ16 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 147
4.1.32. EQ16 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 150
4.1.33. EQ17 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 153
4.1.34. EQ17 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 156
4.1.35. EQ18 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 159
4.1.36. EQ18 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 162
4.1.37. EQ19 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 165
4.1.38. EQ19 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 168
4.1.39. EQ20 (X-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 171
4.1.40. EQ20 (Y-Dir.)에 대한 대상구조물의 거동 174
4.1.41. 지반운동기록별 지붕층 변위 비교 및 분석 177
4.2. 활용방안 178
4.2.1. 7쌍의 지반운동기록을 활용한 내진설계 178
4.2.2. 주요모드를 활용한 설계지진파 선정 179
5. 결론 182
참고문헌 184
ABSTRACT 186
표 3.1. 유한요소모델(FEM)의 층질량 36
표 3.2. 유한요소모델(FEM)의 X축 층강성 37
표 3.3. 유한요소모델(FEM)의 Y축 층강성 38
표 3.4. 유한요소모델(FEM)의 고유치해석 - 고유주기 40
표 3.5. 유한요소모델(FEM)의 고유치해석 - 질량참여율 42
표 3.6. 유한요소모델(FEM)의 고유치해석 - 모드기여계수 44
표 3.7. 유한요소모델(FEM)의 고유치해석 - 주요모드 및 모드기여계수 45
표 3.8. Mode 1, 4, 7의 모드형상값 47
표 3.9. Mode 2, 5, 16의 모드형상값 48
표 3.10. 지반운동기록 제원 49
표 3.11. KDS 41 17 00 설계응답스펙트럼 제원 50
표 4.1. EQ1 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 59
표 4.2. EQ1 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 62
표 4.3. EQ2 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 65
표 4.4. EQ2 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 68
표 4.5. EQ3 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 71
표 4.6. EQ3 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 74
표 4.7. EQ4 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 77
표 4.8. EQ4 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 80
표 4.9. EQ5 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 83
표 4.10. EQ5 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 86
표 4.11. EQ6 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 89
표 4.12. EQ6 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 92
표 4.13. EQ7 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 95
표 4.14. EQ7 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 98
표 4.15. EQ8 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 101
표 4.16. EQ8 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 104
표 4.17. EQ9 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 107
표 4.18. EQ9 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 110
표 4.19. EQ10 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 113
표 4.20. EQ10 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 116
표 4.21. EQ11 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 119
표 4.22. EQ11 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 122
표 4.23. EQ12 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 125
표 4.24. EQ12 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 128
표 4.25. EQ13 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 131
표 4.26. EQ13 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 134
표 4.27. EQ14 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 137
표 4.28. EQ14 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 140
표 4.29. EQ15 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 143
표 4.30. EQ15 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 146
표 4.31. EQ16 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 149
표 4.32. EQ16 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 152
표 4.33. EQ17 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 155
표 4.34. EQ17 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 158
표 4.35. EQ18 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 161
표 4.36. EQ18 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 164
표 4.37. EQ19 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 167
표 4.38. EQ19 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 170
표 4.39. EQ20 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 173
표 4.40. EQ20 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 176
표 4.41. 20개 지반운동기록에 대한 지붕층 변위 비교 177
표 4.42. 지붕층 변위가 최소인 지반운동기록 선정 178
그림 1.1. 연구흐름도 18
그림 2.1. 정적해석과 동적해석의 분류 21
그림 2.2. 정적해석과 동적해석의 비교 23
그림 2.3. 자유도의 선정 25
그림 3.1. 유한요소모델 35
그림 3.2. 고유치해석 - 고유주기 및 고유진동수 (MIDAS Gen) 39
그림 3.3. 고유치해석 - 질량참여율 (MIDAS Gen) 41
그림 3.4. 고유치해석 - 모드기여계수 (MIDAS Gen) 43
그림 3.5. X축 방향 모드형상 46
그림 3.6. Y축 방향 모드형상 46
그림 3.7. EQ1 (Montenegro, M=6.90, R=65 km) 51
그림 3.8. EQ2 (San Fernando, M=6.61, R=22 km) 51
그림 3.9. EQ3 (Izmit, M=7.60, R=47 km) 51
그림 3.10. EQ4 (Parkfield-02, M=6.00, R=5 km) 51
그림 3.11. EQ5 (Bingol, M=6.30, R=14 km) 52
그림 3.12. EQ6 (IWATE, M=6.90, R=16 km) 52
그림 3.13. EQ7 (Northridge-01, M=6.69, R=24 km) 52
그림 3.14. EQ8 (Kocaeli, M=7.51, R=11 km) 52
그림 3.15. EQ9 (Montenegro, M=6.90, R=21 km) 53
그림 3.16. EQ10 (Northridge-01, M=6.69, R=15 km) 53
그림 3.17. EQ11 (Tottori, M=6.61, R=16 km) 53
그림 3.18. EQ12 (Kozani, M=6.50, R=17 km) 53
그림 3.19. EQ13 (Izmit, M=7.60, R=9 km) 54
그림 3.20. EQ14 (Kocaeli, M=7.51, R=4 km) 54
그림 3.21. EQ15 (Kremidia aftershock, M=5.00, R=16 km) 54
그림 3.22. EQ16 (Kalamata, M=6.40, R=48 km) 54
그림 3.23. EQ17 (Friuli aftershock, M=5.40, R=9 km) 55
그림 3.24. EQ18 (Campano Lucano, M=6.90, R=23 km) 55
그림 3.25. EQ19 (San Fernando, M=6.61, R=24 km) 55
그림 3.26. EQ20 (Izmit aftershock, M=5.80, R=15 km) 55
그림 4.1. EQ1 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 57
그림 4.2. EQ1 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 58
그림 4.3. EQ1 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 60
그림 4.4. EQ1 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 61
그림 4.5. EQ2 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 63
그림 4.6. EQ2 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 64
그림 4.7. EQ2 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 66
그림 4.8. EQ2 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 67
그림 4.9. EQ3 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 69
그림 4.10. EQ3 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 70
그림 4.11. EQ3 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 72
그림 4.12. EQ3 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 73
그림 4.13. EQ4 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 75
그림 4.14. EQ4 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 76
그림 4.15. EQ4 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 78
그림 4.16. EQ4 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 79
그림 4.17. EQ5 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 81
그림 4.18. EQ5 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 82
그림 4.19. EQ5 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 84
그림 4.20. EQ5 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 85
그림 4.21. EQ6 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 87
그림 4.22. EQ6 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 88
그림 4.23. EQ6 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 90
그림 4.24. EQ6 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 91
그림 4.25. EQ7 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 93
그림 4.26. EQ7 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 94
그림 4.27. EQ7 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 96
그림 4.28. EQ7 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 97
그림 4.29. EQ8 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 99
그림 4.30. EQ8 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 100
그림 4.31. EQ8 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 102
그림 4.32. EQ8 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 103
그림 4.33. EQ9 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 105
그림 4.34. EQ9 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 106
그림 4.35. EQ9 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 108
그림 4.36. EQ9 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 109
그림 4.37. EQ10 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 111
그림 4.38. EQ10 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 112
그림 4.39. EQ10 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 114
그림 4.40. EQ10 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 115
그림 4.41. EQ11 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 117
그림 4.42. EQ11 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 118
그림 4.43. EQ11 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 120
그림 4.44. EQ11 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 121
그림 4.45. EQ12 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 123
그림 4.46. EQ12 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 124
그림 4.47. EQ12 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 126
그림 4.48. EQ12 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 127
그림 4.49. EQ13 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 129
그림 4.50. EQ13 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 130
그림 4.51. EQ13 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 132
그림 4.52. EQ13 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 133
그림 4.53. EQ14 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 135
그림 4.54. EQ14 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 136
그림 4.55. EQ14 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 138
그림 4.56. EQ14 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 139
그림 4.57. EQ15 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 141
그림 4.58. EQ15 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 142
그림 4.59. EQ15 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 144
그림 4.60. EQ15 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 145
그림 4.61. EQ16 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 147
그림 4.62. EQ16 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 148
그림 4.63. EQ16 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 150
그림 4.64. EQ16 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 151
그림 4.65. EQ17 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 153
그림 4.66. EQ17 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 154
그림 4.67. EQ17 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 156
그림 4.68. EQ17 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 157
그림 4.69. EQ18 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 159
그림 4.70. EQ18 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 160
그림 4.71. EQ18 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 162
그림 4.72. EQ18 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 163
그림 4.73. EQ19 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 165
그림 4.74. EQ19 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 166
그림 4.75. EQ19 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 168
그림 4.76. EQ19 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 169
그림 4.77. EQ20 (X-Dir.) - 지붕층 변위 비교 171
그림 4.78. EQ20 (X-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 172
그림 4.79. EQ20 (Y-Dir.) - 지붕층 변위 비교 174
그림 4.80. EQ20 (Y-Dir.) - 전체 변형 형상 비교 175
그림 4.81. 현행 내진설계기준에 따른 설계지진파 선정 (1) 180
그림 4.82. 현행 내진설계기준에 따른 설계지진파 선정 (2) 180
그림 4.83. 주요모드를 활용한 설계지진파 선정 (1) 181
그림 4.84. 주요모드를 활용한 설계지진파 선정 (2) 181