P-Delta 효과에 대해 설계기준에 정의되어 있는 것을

분석해 보았습니다. 전문적으로 P-Delta 효과를 연구한 것이 아니라

설계기준만을 분석한 결과이기 때문에 조심스럽습니다.

잘못 분석하였을 수도 있습니다.

 

P-Delta효과는 선형 해석상의 문제점을 보완하기 위한 것으로

실제 부재에 발생할 수 있는 단면력(변형)을 제대로 찾아내기

위한 것입니다.

해석의 문제점을 보환하기 위해 사용하는 P-Delta 효과는

Big P-Delta("P-Δ")  효과와 Small P-Delta("P-δ")두가지가 있읍니다.

이 두가지는 따로 존재하는 것이 아니라 동시에 존재한다고 볼 수 있습니다.

설계자의 이해나 구조계산의 편의를 위해 분리한 것으로 보여집니다.

 

1. Big P-Delta("P-Δ") - a structure effect

  동시에 작용하는 수직하중과 횡하중에 의해 발생하는

  절점의 이동 변위에 따른 단면력의 증가를 계산하기 위한 것입니다.

  따라서  Big P-Delta("P-Δ") 효과를 계산하기 위해서는

  수직하중(고정하중+활하중)과 횡하중(지진하중, 풍하중)이 동시에

  정적으로 재하될 필요가 있습니다. 즉 하나의 Load Case에 재하되어야 하겠죠.

 

2. Small P-Delta("P-δ") - member stiffness change effect

   부재의 양단부의 절점의 이동이 없는 상태에서

   부재의 회전변형에 따는 단면력의 증가를 계산합니다.

   기준의 식으로 볼 때, 사용하는 단면력은 조합하중(Factored Load)에 의한 축압축력입니다.

 

기준의 지진하중편에 있는 식 0306.5.14 나,

콘크리트편에 있는 식 0506.5.1은 둘 다 같은 역활을 하고 있으며,

Big P-Delta("P-Δ") 효과를 검토할 것인가 하지 않을 것인가는 판정하는 식입니다.

두식 모두 수직하중과 횡하중의 합에 의해 발생된 절점의 이동 변위가 작은 경우에 

Big P-Delta("P-Δ") 효과를 고려하지 않도록 하기 위한 것입니다.

다시 말하면, 절점의 이동이 작기때문에 절점의 이동에 따른

단면력의 증가가 작다는 것이겠죠.

 

모멘트 증대부분의 식을 보면

횡구속 골조의 경우는 절점의 이동이 없으므로  Small P-Delta("P-δ") 만 사용하고

비횡구속 골조의 경우는 절점의 이동이 크므로 Big P-Delta("P-Δ")+ Small P-Delta("P-δ") 로 계산합니다.

 

두식은 미국의 한기준에서 참고하여 우리나라 기준을 만들었다면

발생되지 않았을 문제로 생각됩니다.

미국의 이기준 저기준을 우리나라에서는

하나의 기준으로 합치는 과정에서 발생한 부작용인 것으로 조심스레 추측해 봅니다.

 

하지만 강구조 부분에선 판정식이 없으므로

강구조를 할 경우는 지진하중편의 식을 사용하고

콘크리트를 할 경우는 콘크리트편에 있는 식을 사용하면 될 것입니다.

 

그리고 P-Delta 효과는 사용성 검토가 아닙니다.

해석상의 문제점을 보완하기 위한

제대로된  부재설계를 위한 단면력을 찾기 위한 것이라고 할 수 있습니다.

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