Development of the Damping Coefficients for Weak and Moderate Earthquake Ground Motions

Most of seismic design code provisions provide the design response spectra for defining design earthquake ground motions. The design spectra in the code provisions generally come under the 5% of critical damping value, which corresponds to the responses of common structure under the design earthquake. Energy dissipation devices and seismic isolation systems became more popular and the design response spectra at higher damping levels are required. Damping coefficients can be effectively used in conversion of 5%-damped design spectra into other damping levels. These coefficients in the current seismic design code provisions are based on the strong ground motion records. Since the weak and moderate earthquake data have different characteristics from those of strong earthquake data, the application of these coefficients should be investigated in the weak and moderate earthquakes zones. In this study, damping coefficients based on the weak and moderate ground motions were developed and compared to those of current seismic design code provisions.

대부분의 내진설계기준에서는 설계지반운동을 정의하기 위해서 설계스펙트럼을 제시하고 있다. 기준에서 제시되는 설계스펙트럼은 일반적으로 5% 임계감쇠비에 대한 것이며, 이것은 일반적인 건축구조물에 적용할 수 있는 것이다. 에너지 소산장치나 면진 시스템의 적용이 점차 증가하고 있으며, 이러한 장치를 적용한 건축구조물의 내진해석을 위해서는 5% 임계감쇠비를 초과하는 설계스펙트럼이 필요하다. 5% 임계감쇠비에 대한 설계스펙트럼을 다른 임계감쇠비에 대한 설계스펙트럼으로 변환하기 위해서는 감쇠계수가 효과적으로 이용될 수 있다. 현재의 내진설계기준에서 제시하고 있는 감쇠계수는 강진자료를 바탕으로 제시된 것이다. 중진 및 약진은 강진과는 다른 특성을 가지므로, 이러한 감쇠계수가 중진 및 약진 지역에 적용하는 것은 충분한 검토가 필요할 것이다. 이 논문에서는 중진 및 약진자료를 이용한 감쇠계수를 제시하고, 현재 설계기준에서 제시하고 있는 감쇠계수와 비교하였다.