초고층 구조시스템의 성능기반 해석을 통한 내진성능평가
반응수정계수 재평가 및 하중 지배성 분석
Architectural Engineering, 2025
3조 / 김경연, 김승건, 이창훈
Team 3 / KIM KYUNGYEON, KIM SEUNGGEON, LEE CHANGHUN
초고층 건물의 구조시스템별 반응수정계수, 풍·지진하중 지배성 비교를 통한 내진설계 기준 고찰
초고층 건축물 설계 시 기존 내진설계 기준에서 활용되는 반응수정계수(R)의 한계점을 지적하고, 이를 극복하기 위해 구조시스템별 성능 기반 해석을 통해 정량적으로 재검토했습니다.
ETABS 프로그램을 사용하여, 모멘트 저항골조, 일반 가새, 편심 가새, 전단벽 등 다양한 구조시스템에 대해 Pushover 해석을 수행했습니다. 해석 후 Pushover curve를 통해, 각 구조시스템의 연성계수 및 초과강도계수를 고려하여 새로운 반응수정계수를 도출했습니다.
기존에는 초고층 건물에서 풍하중이 지배적일 것이라는 통념이 있었지만, 본 연구에서 구한 실질적인 반응수정계수를 적용하여 지진하중과 풍하중을 비교 분석한 결과, 풍하중이 지진하중보다 커지는 층수가 유의미하게 증가함을 확인했습니다. 이는 기존 내진설계에서 지진하중을 과소평가하고 있었을 가능성을 시사하며, 초고층 건축물의 합리적인 설계 하중 선정을 위한 재평가의 필요성을 제기합니다.
결론적으로, 본 연구는 건축물의 고유주기, 변형능력, 횡하중 지배성 등을 종합적으로 고려한 성능 기반 해석의 중요성을 강조하며, 초고층에서의 기존 내진설계 기준의 적용 방식에 대한 재검토를 촉구합니다.
