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질문 풍하중과 지진하중 좀 알려주시면 감사하겠습니다.
비공개 조회수 5,824 작성일2019.11.28

midas civil 프로그램을 하면서 건물 모델링을 하고 있습니다.

아모레퍼시픽 본사 모델링을 진행중인데 가로 110m 세로 110m 높이 5m X 23층으로 진행하고 있습니다.

이 건물이 받을 수 있는 하중들을 알려주시고 풍하중과 지진하중을 구하는 방법을 알려주시면 감사하겠습니다

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BeAtRiCe Irene
영웅
문서관리소프트웨어, 건축학, 소프트웨어 분야에서 활동
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음 일단 건물을 모델링 하시는데 Civil로 모델링을 하시는 이유가 있을까요? 보통 일반적인 건축물은 Midas Gen으로 설계하고 아파트 같은 경우는 ADS, 판해석은 SDS로 합니다. 최근에는 빌딩패키지라는 슬래브 바닥판도 Meshed Slab로 같이 해석을 돌리는 프로그램도 있긴 합니다.

우선 기본적인 하중은 고정하중(DL) 활하중(LL) 적설하중(S) 정도가 있겠구요 유체하중이니 충격하중 이런건 기술제안이나 발주처의 요구 등 특별한 경우에 고려하니 패스합니다.

횡하중으로는 지진하중(EX,EY) => 동해석(RX,RY)

풍하중(WX,WY) 등이 있습니다.

5m에 23층 / BD가 110x110으로 풍동실험 대상은 아닌것으로 보이니 풍동실험은 넘어가겠습니다.

우선 Civil은 잘 모르겠지만 Gen으로 가정하고 말씀드리자면,

지진하중을 산정하기 위해서는 이 건축물의 시스템을 알아야 합니다. 벽식인지, 중간모멘트골조 방식인지, 건물골조 내력벽이라던지 시스템을 알아야 반응수정계수(R)를 적용할 수 있구요, 정적지진하중을 구하는데 가장 기본이 되는 값입니다. 또한 고층 건축물이므로 장주기 영향을 받아 주기 계산또한 필요합니다. 시스템에 따라 약산식의 0.049를 적용할 것인지 / 0.073을 적용할 것인지 아니면 질량참여율을 보고 고유주기를 사용할지 등입니다. 또한 건축물의 중요도를 특으로 결정할지 1등급으로 적용할지도 판단해야 합니다.

또한 해당 지역을 알아야합니다. S(설계스펙트럼가속도)를 지역별로 사용할 것을 기준으로 하고 있는데 서울지역으로 가정하고 0.22에서 80% 수준으로 설계하여 0.176으로 가셔도 됩니다. 또한 땅의 지반상태를 알아야합니다. KDS 41 기준으로 S1~6까지 변경되었지만 KBC2016 기준으로 Sa Sb Sc Sd Se의 지반이 있는데, Se일 가능성이 없을경우 Sd 적용하시면 됩니다.

S(설계스펙트럼가속도), 지반 Sd, 건축물의 중요도 특가정(1.5배), 시스템 -> 반응수정계수, 주기가 결정되었으면

지진하중을 산정할 수 있는 근거는 갖춰진 셈인데요, V(밑면전단력) = Cs x W이며 Cs는 위 계수들을 토대로 산정한 지진응답계수구요, W는 유효 건물 중량입니다. W는 설계한대로 알아서 계산할 것입니다.

Cs는 S를 통해 구한 Sd1(1초주기)x주기, Sds(단주기) / 반응수정계수 x 건축물 중요도 등으로 구할 수 있는데 기본적인 계수를 입력해줘야 프로그램에서 계산할 수 있습니다.

동해석까지는 설명하기에는 너무 어려워 추가 질문있으시면 댓글로 달아주시면 감사하겠습니다.

풍하중은 우선 기본 설계 풍속을 알아야 하는데 지역마다 차이가 있으니 지역표를 보시면 됩니다.

또한 노풍도(지표면조도구분)은 가장 유리하게 보면 A, 불리하게 보면 D를 적용하시면 되는데 C정도 적용하시면 문제 없을겁니다. 그 외에 풍속고도분포계수, 지형계수, 중요도 계수가 필요합니다.

지 역

서울특별시

인천광역시

경기도

옹진

30

인천, 강화, 안산, 시흥, 평택

28

서울, 김포, 구리, 수원, 군포, 오산, 화성, 의왕, 부천, 고양, 안양, 과천, 광명, 의정부, 동두천, 양주, 파주, 포천, 남양주, 가평, 하남, 성남, 광주, 양평, 용인

26

안성, 연천, 여주, 이천

24

강원도

속초, 양양, 강릉, 고성

34

동해, 삼척, 홍천, 정선, 인제

30

양구

26

철원, 화천, 춘천, 횡성, 원주, 평창, 영월, 태백

24

대전광역시

충청남북도

서산, 태안

34

당진

32

서천, 보령, 홍성, 청주, 청원

30

예산, 세종, 대전, 공주, 부여

28

아산, 계룡, 진천

26

천안, 증평, 청양, 논산, 금산, 음성, 충주, 제천, 단양, 괴산, 보은, 영동, 옥천

24

부산광역시

대구광역시

울산광역시

경상남북도

울릉(독도)

40

부산

38

포항, 경주, 기장, 통영, 거제

36

양산, 김해, 남해, 울산, 울주

34

영덕, 고성

32

울진, 창원, 사천, 영천

30

청송, 대구, 경산, 청도, 밀양, 하동

28

영양, 군위, 칠곡, 성주, 달성, 함안, 고령, 창녕, 진주

26

봉화, 영주, 예천, 문경, 상주, 추풍령, 안동, 의성,

구미, 김천, 의령, 거창, 산청, 합천, 함양

24

광주광역시

전라남북도

완도, 해남

36

진도, 여수, 고흥, 신안, 무안, 장흥

34

목포, 부안, 영암, 강진

32

영광, 함평, 나주

30

익산, 김제, 순천, 고창, 광양

28

광주, 보성, 완주, 전주, 장성

26

무주, 진안, 장수, 임실, 정읍, 순창, 남원, 담양, 곡성, 구례

24

제주도

서귀포, 제주

44

주) (1) 표에 나타낸 지역명칭은 통계청의 2012년 1월 25일 기준 ʻʻ한국행정구 역분류ʼʼ에 따라 시 및 군을 최소단위로 작성하였다.

(2) 표 및 [그림 0305.5.1]에 나타낸 지역명칭 중 굵은 글씨와 ●는 기상관 청이 있는 지역으로 기상관청이 위치한 곳, 일반 글씨와 ◯는 기상관청 이 없는 지역으로 시청 및 군청 소재지가 위치한 곳이다.

(3) 표에 나타낸 기본풍속 는 해당 시나 군의 행정구역 중 가장 큰 값을 [그림 0305.5.1]로부터 구한 것이다.

이정도면 설계풍속이 나오고 프로그램에서 풍하중을 알아서 계산해 줄 것입니다.

이외에 말씀드려야 할 이론이 너무 많으나 궁금하신 점 있으신대로 1:1 질문 주시거나 댓글 달아주시면 답변해 드리겠습니다.

2019.11.29.

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