|
| ●Engineer's Studio(R) 해석 지원 서비스(지장구조물, 배수지) |
| 3차원 플레이트 동적 비선형 해석 |
|
●수도 시설 내진 공법 지침・해설 2009년판의 발간
작년, [수도 시설 내진 공법 지침・해설 2009년판]이 사단법인 일본 수도협회로부터 발간되었습니다. 이중에서, 배수지에 대표되는
지장구조물의 레벨2지진시에 대한 설계에서는, 재료비선형을 고려한 푸쉬오버해석의 적용을 하고 있습니다.
 |
| ▲그림1 내진 계산법의 체계 |
●Engineer's Studio(R)를 이용한 해석 사례
배수지에 대해서, Engineer's Studio(R)을 이용해 푸쉬오버해석을 실시한 사례를 간단히 소개합니다. 설계 조건대로 중요도는 랭크A2이므로, 요구되는 내진 성능은 내진 성능3이
됩니다. 내진 성능3의 한계 상태는 종국 변위 이하, 전단 내력 이하가 됩니다. 이것은 균열폭이 확대되어 누수가 생기지만, 시설
전체는 붕괴되지 않는 레벨이라고 말할 수 있습니다.
| 중요도 |
랭크A2 |
| 요구 내진 성능 |
내진 성능3 |
| 지반 조건 |
I종 지반 |
| 재료 |
콘크리트 |
σck = 24 N/mm2 |
| 철근 |
SD345 |
| 검토 항목 |
휨 |
응답곡률≦종국곡률 |
| 전단 |
응답전단력≦전단내력 |
|
| ▲표1 설계 조건 |
아래 그림은 해석 모델입니다. 솔리드 표시로 하고 있습니다만, 정판・바닥판・측벽은 파이버요소, 기초 지반에 대해서는 스프링요소로
모델화 하고 있습니다.
 |
| ▲그림2 골조 모델 |
실제의 배수지는 사방을 벽으로 둘러싼 지장구조물입니다만, 해석 모델은 2차원으로 생각하고 있습니다.
하중은 사하중・정수압・지진시 관성력・지진시 동수압을 고려하고 있습니다. 사하중 및 정수압을 조합하여 상시 하중으로 하며, 그것을
초기 상태로써 지진시의 하중을 점증재하합니다. 하중의 증가분은 Δkh=0.001로 하고 있습니다.
아래 그림은 탄성 응답과 등가의 에너지가 될 때까지 재하한 후의 변형과 콘크리트의 손상을 나타낸 그림입니다. 각 코너부에서 손상이
크고, 특히 청색으로 착색되어 있는 중간벽의 기초부에서 손상이 커지고 있습니다. 녹색은 콘크리트의 균열을 나타내고 있습니다.
 |
| ▲그림3 변형도 및 콘크리트 손상도 |
한층 더 하중을 증가시켜, 구조계로써 종국 상태가 될 때까지 재하합니다. 그렇게 함으로써 손상의 발생 위치와 그 순번을 알 수
있으며, 손상 과정을 명확히 할 수 있습니다. 그림3에서 손상 발생 위치를 알게된 중간벽 기초부에 대해서 휨모멘트M과 곡률φ의
관계를 플롯합니다. 거기에 탄성 응답시와 등가의 에너지가 되는 응답값을 겹치면, 철근의 항복까지 달하지 않습니다. 결국, 이 부재는
항복조차 생기지 않다는 것을 알 수 있습니다. 다른 부재에 대해서도 마찬가지로, 종국 상태까지는 충분한 여유가 있습니다.
 |
| ▲그림4 중간벽 기초부의 M-φ곡선 |
위에서는 전단에 대한 검토 결과는 생략하고 있습니다만, 충분한 여유를 가지고 있으며, 종합적으로 내진 성능3을 만족하고 있는
결과가 되었습니다.
●해석 지원 서비스의 안내
이번에 소개한 해석은, Engineer's-Studio(R)는 물론, UC-win/FRAME(3D)에서도 가능합니다. Engineer's Studio(R)에서는 평판요소를 이용한 비선형 해석이 가능하므로, 벽을 구조부재로써
해석할 수 있습니다. 해석 지원 서비스는 데이터 작성에 의해 유저를 지원하는 것입니다. 안건이 있으시면 당사 스탭에게 연락을 주시기
바랍니다. 해석 방법등에 대해서 설명을 드리도록 하겠습니다.
■참고 문헌
수도 시설 내진 공법 지침・해설 2009년판 I총론 2009.7 사단법인 일본수도협회
수도 시설 내진 공법 지침・해설 2009년판 II각론 2009.7 사단법인 일본수도협회
수도 시설 내진 공법 지침・해설 2009년판 설계사례집 2009.9 사단법인 일본수도협회 |
(Up&Coming '10 신춘호 게재) |
 |
|
>> iJ^O
>> v~AT[rX
>> t@CiVT|[g
|
