Scaling Method of Earthquake Records for the Seismic Analysis of Tall Buildings

In recent years, time history analysis has been the method generally used for the seismic analysis of tall buildings with damping devices. When T is the natural period of the first vibration mode of the structure, the sum of the spectral acceleration of the earthquake ground motion is usually adjusted to that of the design response spectrum in the period ranging from 0.2T to 1.5T to meet the requirements of design code. However, when the ground motion is scaled according to the design code, the differences in the responses obtained by response spectrum analysis (RSA) and time history analysis (THA) of the structures increase as the natural period of the structure becomes longer. When time history analysis is performed by using ground accelerations that are scaled according to the design code, base shear is similar to that obtained from RSA, but other responses, such as displacements, drifts and member forces, are underestimated compared to RSA. If these results are adjusted by multiplying with the scale-up factor, the scaled responses become much smaller. Therefore, a scaling method of ground motions corresponding with the design code is proposed in this study, as a way of assisting structural engineers in generating artificial ground motions.

초고층 구조물의 지진해석을 위한 지진기록의 조정방법

최근 감쇠장치 등을 가진 초고층 건축물의 지진해석에 시간이력해석법이 자주 사용되고 있다. 지진기록은 구조물의 기본 진동주기를 T라 할 때 설계기준에서 요구하는 바와 같이 0.2T에서 1.5T 사이의 스펙트럼 값을 설계응답스펙트럼에 부합하게 조정되어 사용되고 있다. 설계기준에서 제시한 방법으로 조정할 경우 주기가 길어질수록 두 해석법 사이의 응답차이는 커지는 현상이 발생한다. 즉 설계기준에 의하여 조정된 지진기록을 사용하여 시간이력해석을 수행하면 밑면전단력 등은 비슷하지만 변위, 층간변위, 부재력 등은 적게 평가되는 현상이 발생하였다. 이들 결과에 밑면전단력 조정계수를 적용하면 응답이 더욱 작아지는 것을 확인하였다. 이에 본 연구에서는 인공지진을 만드는 데 어려움이 있는 엔지니어들을 위하여 기존 설계기준에 부합하는 지진기록 조정방법을 제시하였다.