Evaluation of Floor Acceleration for the Seismic Design of Non-Structural Elements according to the Core Shape

In this paper, the floor acceleration for the seismic design of non-structural elements was evaluated using the core shape as a planar variable. Linear time history analysis using 20 models with 5 different planes and 4 different floors on each plane depending on the change in the shape (position and specific gravity) of the core in the square biaxially symmetric plane was performed. The analysis confirmed that the torsional amplification of the floor acceleration was up to 1.7 times in the plane subjected to eccentricity depending on the position of the core, and the effect of torsion was the greatest in the middle floor of the structure. In a plane where only the specific gravity of the core was changed without eccentricity, when the period was less than 0.4694 s, the maximum floor acceleration decreased in the lower floors and increased in the upper floors as the period increased. Conversely, when the period was 0.4694 s or more, it was confirmed that the floor acceleration increased in the lower part and decreased in the upper part as the period increased.

코어형태에 따른 비구조요소 내진설계를 위한 층가속도 평가

최근 비구조요소의 피해사례가 증가하면서 비구조요소 내진설계에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 대부분의 연구는 평면적 요소보다는 수직적 요소나 시스템적 요소를 변수로 층가속도를 평가하고 있다. 때문에 본 논문에서는 횡력저항에 많은 부분을 차지하는 코어를 평면적 변수로 사용하여 비구조요소 내진설계를 위한 층가속도에 대해 평가하였다. 정사각형의 2축대칭의 평면에서 코어의 형태(위치 및 비중)변화에 따라 서로 다른 5개의 평면과 각 평면마다 5층, 10층, 15층, 20층의 층수를 가진 총 20개의 모델로 선형시간이력해석을 수행하였다. 분석 결과 코어 위치에 따라 편심을 받는 평면에서는 층가속도가 최대 1.7배의 비틀림 증폭이 발생하였고 구조물의 중층부에서 비틀림의 영향이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 편심이 없이 코어의 비중만 변화한 평면에서는 주기 0.4694초를 기준으로 이하일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 감소하고 고층부에는 증가하며, 반대로 주기 0.4694초 이상일 때는 주기가 증가할수록 층가속도가 저층부에서는 증가하고 고층부에는 감소한다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 구조물의 층수는 최대층가속도에 영향을 주지 못하는 것을 확인하였다.