Abstract
Currently in the country, the necessity of seismic analyses is increasing due to the increase of demand and interest in seismic design. Especially, shear wall apartments are constructed mostly for a residental building so seismic analyses for the apartment are actively executed. For the seismic analysis of the shear wall apartment, it may be not efficient in time and effort to model the entire structure by a finite element mesh. Therefore, an equivalent model is needed to simulate the dynamic behavior of the structure by decreasing the number of degrees of freedom. In this study, a method to form an equivalent model that is simple and easy to use was proposed utilizing effective mass coefficient that is highly correlated to mode shape of the structure. This equivalent model was obtained by replacing a shear wall structure with an equivalent frame structure having beams and columns. This model can be used very effectively when excessive seismic analyses are necessary in a short period because it can be operated in any commercial program and reduce the analysis time. Also, it can model floor slabs so it can represent the actual behavior of shear wall apartments. Furthermore, it is very excellent since it can represent the asymmetry of the structure.
현재 국내에서도 내진설계에 대한 요구 및 관심이 증가하여 지진해석의 필요성이 증대되고 있다. 특히 벽식 아파트는 주거용으로 가장 많이 건설되고 있어 내진설계를 위한 지진해석이 활발히 수행되고 있다. 지진해석을 위해 벽식 아파트 전체를 유한요소로 세분화하여 모형화하는 것은 시간 및 노력에 있어 효율적이지 못하다. 따라서 자유도를 감소시키면서 실제 구조물의 동적 거동을 정확히 표현할 수 있는 등가모델이 필요하다. 본 연구에서는 구조물의 변형형상과 밀접한 관계가 있는 유효질량계수를 이용하여 간편하게 사용할 수 있는 등가모델 구성방법을 제안하였다. 이 등가모델은 기둥과 보로 구성된 골조구조물을 사용하여 벽식 구조물을 등가의 모델로 치환하였다. 등가모델은 어떤 상용프로그램에서도 쉽게 적용할 수 있으며, 해석시간단축이 가능하여 단시간 다양한 지진에 대한 해석이 필요한 경우 매우 유용하게 사용될 수 있다. 또한 등가모델은 바닥슬래브를 모형화 할 수 있어 실제 벽식 아파트의 거동을 잘 표현할 수 있다. 더욱이 등가모델은 구조물의 비대칭성을 표현할 수 있어 매우 우수하다.
