온통기초의 해석 및 설계 방법에 대해 논란이 많이 있습니다.

구조계산시 일반적으로 사용하고 있는

현재의 방법이 제대로 된 적합한 방법이라고

하기에는 무리가 있다고 생각합니다.

 

온통기초의 해석/설계방법에 대해서 문제점이나

연구해봐야 할 점을 거론하여 공론화를 시키고 싶습니다.

 

1. 온통기초 해석시 지지조건의 설정

     현재 대부분 온통기초를 설계할 때  압축전용 Spring으로

     지지하여 해석하고 있는 것으로 알고 있습니다.

     골조해석시 기초의 지지조건을 Pin 혹은 Fix 조건으로 하고 있습니다.

     골조해석시 기초를 Spring 지지를 하고 있지 않습니다.

 

     골조해석시 지지조건과 온통기초 해석시 지지조건을 일치시키는게

     구조의 일관성에서 볼 때 타당합니다.

 

     골조해석시 지지조건을 Pin이나 Fix로 하였다면 기초도 같은 조건으로 하기 위해서는

     기초에서 발생하는 변위를 같은 형상으로 맞추어 주면 됩니다.

     즉,  X,Y, Z 방향의 변위와 일부 방향의 회전변위를 공유하게 하면 됩니다.

     골조해석에서 강막(Rigid Diaphragm, Rigid Link) 기능을 사용하는 것과 같이

     기초 해석시에도 슬래브의 강막기능에 Z방향의 변위도 같이 묶어주면

     골조해석 조건과 같아지게 됩니다.

    

     이 강막기능은 결과적으로

     기초전체를 하나의 부재로 치환한 다음

     σ  =  P/A + M/Z

     라는 식으로 변환이 될 수 있습니다.

 

     이렇게 반력을 구한다면, 이 반력을 온통기초 판에 하중으로

     치환하여 판해석을 수행하면 동일한 해석/설계 조건이 됩니다.

 

2. 지진하중의 치환 방법

     현재 해석프로그램에서 기초설계용으로 데이타를 치환하여 생성할 때

     조합하중에 대하여 부호를 재생하여 사용하고 있습니다.

 

    조합하중은 지진해석시 모드의 조합으로 이루어지므로

    여러모드의 에너지의 합(SRSS, CQC등)으로 출력이 됩니다.

    단위 모드의 변위가 아닙니다.

 

    기초의 설계는 압축전용의 지지조건을 사용하고 있습니다.

    지진하중과 연직하중을 더한 변위로

    인장인지 압축인지를 결정하여야 합니다.

    모드를 조합해버리면 실제는 압축이 되는데도 인장으로 될 수있고, 반대의 경우도 될 수 있겠죠.

    

    기초설계용 횡하중은 실제 단위 모드의 변위를 이용하는 것이 올바를 것입니다.

    문제는 이 단위 모드별 결과를 가져오는 것이 쉽지는 않을 것입니다.

 

현재의 상황을 정확히 분석하고,

그 분석의 결과를 바탕으로

적절한 해석/설계법을 도출하는 것이 바람직합니다.  

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