구조물 계획 시 비틀림 지배모드에서의 고려사항

구조물 계획 시 비틀림 지배모드의 경우에,

해석프로그램을 돌리다 보면, 비정형 평면(L자 형 등)에 대해 고유치해석을 수행 시, 

비틀림 지배모드가 발생할 경우가 있습니다.

 

KDS 41 17 00 : 2019 1.5(2)에 의하면,

지진하중에 대하여 건물의 비틀림이 최소화되도록 배치한다. 긴 장방향 평면인 경우, 평면의 양쪽 끝에 지진력저항시스템을 배치한다.

라고 적혀있습니다.

관련 절의 해설을 참고하면,

일반적으로 고유치해석결과에서 직교하는 두 축의 고유주기가 비틀림의 주기보다 클 경우 어느정도 비틀림현상이 제어되었다고 볼 수 있다.

고 언급됩니다.

 

그렇다면 무조건 탁월모드(지배모드)가 비틀림형상이 되면 안되는 것일까요?

보통 비틀림이 1차모드일 경우 설계를 계속 진행하는 경우도 종종 있으며,

MIDAS 따라하기에도 비틀림이 1차모드인 모델에도 특별한 언급 없이 넘어가고 있습니다.

 

컴퓨터 기술이 발달함에 따라 구조해석은 대부분 3차원 구조해석 프로그램에 의해 수행되며,

동적효과를 고려하기 위한 응답스펙트럼해석법 등을 적용하고 있습니다.

 

H-1 평면비정형의 경우 Ax(비틀림 동적증폭계수) 가 존재하지만,

이는 등가정적법에 한해 적용되는 계수입니다.

 

따라서 평면비정형 혹은 수직비정형에서 큰 문제만 되지 않으면서 설사 비정형 형상이 발생하더라도

그에 따른 적절한 조치(ex. 모서리 변위 체크)를 취해준다면,

비틀림지배모드라 할 지라도 비틀림에 대해 충분히 고려되었다고 간주할 수 있을 것입니다.

 

간혹 구조심의 때 비틀림지배모드를 허용하지 않는 케이스도 존재합니다만,

기준에서도 비틀림지배모드를 피하라고 할 뿐, 하지 말라는 말은 없기 때문에

다소 애매한 부분이 있습니다.

 

따라서 정 비틀림지배모드를 피하고 싶다면,

평면 상의 테두리 수집재(테두리 보 등)를 활용하여 시스템의 비틀림강성을 높여주는 조치를 취하여

비틀림지배모드를 피할 수 있을 것입니다.