KR102359481B1 - Vulnerable-Story Evaluation System and Evaluation Method for Mid/Low-Rise Moment Resisting Frames using WSR - Google Patents

Vulnerable-Story Evaluation System and Evaluation Method for Mid/Low-Rise Moment Resisting Frames using WSR Download PDF

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KR102359481B1
KR102359481B1 KR1020200181992A KR20200181992A KR102359481B1 KR 102359481 B1 KR102359481 B1 KR 102359481B1 KR 1020200181992 A KR1020200181992 A KR 1020200181992A KR 20200181992 A KR20200181992 A KR 20200181992A KR 102359481 B1 KR102359481 B1 KR 102359481B1
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김준희
최인섭
장학종
이주희
김현수
최재혁
김동원
김강산
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention provides a weak member evaluation system in earthquake of moment resisting frames using WSR capable of solving a limitation not to reflect atypical feature of a building of a DCR and a length of a member, and a method thereof. A weak member evaluation system is executed by a computer including a control server (10) having a calculation function and a database (20) connected with each other through a network. The control server (10) includes: a basic information collector (100) to collect drawing information and physical property information of a target structure from the database (20); a WSR element calculator (200) to calculate linear-flexure stiffness rate and a vertical distribution coefficient by coupling parts using the collected information from the basic information collector (100); a WSR calculator (300) to calculate a WSR using the calculated linear-flexure stiffness rate and a vertical distribution coefficient by coupling parts from the WSR element calculator (200); and a weak member evaluating unit (400) for comparing each WSR from the WSR calculator (300) with each other.

Description

약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템 및 평가방법{Vulnerable-Story Evaluation System and Evaluation Method for Mid/Low-Rise Moment Resisting Frames using WSR}Vulnerable-Story Evaluation System and Evaluation Method for Mid/Low-Rise Moment Resisting Frames using WSR}

본 발명은 취약부재 평가시스템 및 평가방법에 관한 것이다. 구체적으로는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템 및 평가방법에 관한 것이다.The present invention relates to a weak member evaluation system and evaluation method. Specifically, it relates to an evaluation system and evaluation method for fragile members during earthquakes of moment-resisting frame structures using the weakening factor (WSR).

모멘트저항 골조(Moment-Resisting Frame Systems)는 전 세계에서 다양하게 산업용 및 토목용 건축물에 가장 널리 쓰이는 구조시스템이다. Moment-Resisting Frame Systems are the most widely used structural systems for various industrial and civil buildings around the world.

이상적인 모멘트저항 골조는 지진 발생 시 전 층에 걸쳐 손상이 일어난다. In an ideal moment-resisting frame, damage occurs throughout the entire floor during an earthquake.

그러나 최근 수십 년 동안, 특히 연층(soft story)을 가지는 많은 중저층 건축물이 연층의 부재의 항복으로 인해 강한 지진에서 약한 휭하중 저항능력을 나타내고 붕괴로 이어지는 사례가 관찰되었다. However, in recent decades, it has been observed that many low- and medium-rise buildings, particularly with soft stories, exhibit weak flexural load resistance in strong earthquakes due to the yielding of the absence of soft stories and lead to collapse.

또한 2017년 11월 15일에 발생한 포항지진은 연층을 가지는 건축물인 필로티(piloti) 건축물에서 피해가 많이 발생하였다. 연층을 가지는 중저층 모멘트저항 골조는 연층의 부재에 손상이 집중되고 다른 부재에서 항복점까지 다다르지 않기 때문이다. In addition, the Pohang earthquake that occurred on November 15, 2017 caused a lot of damage to the piloti buildings, which are soft-story buildings. This is because the low-middle-layer moment-resisting frame with soft layers concentrates damage on the members of the soft layer and does not reach the yield point in other members.

건축물의 최대강도와 변형능력이 연층이 없는 건축물에 비해 작다. 연층 때문에 수직비정형성을 가지는 건축물의 경우, 지진하중과 같은 횡하중에 의해 발생하는 변위가 집중되는 특징을 가진다. 연층을 가지는 건축물은 지진 발생 시 다른 층에는 피해가 발생하지 않고 연층에 지진 에너지가 집중되어 손상이 집중적으로 발생한다. The maximum strength and deformation capacity of a building is smaller than that of a building without soft floors. In the case of a building with vertical irregularity due to soft layers, displacement caused by lateral loads such as seismic loads is concentrated. In buildings with soft floors, when an earthquake occurs, the other floors are not damaged, and the seismic energy is concentrated on the soft floors, causing intensive damage.

본 발명에서 대상인 연층을 가지는 건축물은 그렇지 않은 건축물에 비해 지진에 취약하다. 따라서 연층을 가지는 건축물의 지진 시 취약부재를 파악할 필요가 있다.In the present invention, a building having a soft storey is more vulnerable to an earthquake than a building that does not. Therefore, it is necessary to identify the vulnerable members in the event of an earthquake in buildings with soft floors.

건축물의 정확한 거동파악을 위해서는 비선형해석이 필요하다. 하지만 비선형해석은 공학자의 판단에 따라 비선형해석법, 비선형 모델, 어떤 힘에 대한 비선형 모델인지 등 고려해야 할 사항들이 많고 복잡하다. 따라서 연층을 가지는 모든 건축물에 대해 비선형해석을 수행하는 것은 시간적, 비용적 무리가 따른다. Nonlinear analysis is necessary to understand the exact behavior of a building. However, according to the judgment of the engineer, the nonlinear analysis has many and complicated considerations such as the nonlinear analysis method, the nonlinear model, and the nonlinear model for which force. Therefore, it is time-consuming and costly to perform non-linear analysis on all buildings with soft floors.

이에 따라 한국시설안전공단에서 발간한 '기존 시설물(건축물) 내진성능 평가요령' 에서는 다수의 건축물을 대상으로 간략하게 내진성능을 평가하여 비선형해석이 요구되는 건축물을 선정하기 위한 목적으로 예비평가를 시행한다. Accordingly, in the 'Guidelines for Evaluation of Seismic Performance of Existing Buildings (Buildings)' published by the Korea Facilities Safety Corporation, a preliminary evaluation was conducted for the purpose of selecting buildings requiring non-linear analysis by briefly evaluating the seismic performance of a large number of buildings. do.

예비평가는 기본적으로 요구량(Demand)/저항능력(Capacity)의 비율(Ratio)인 DCR에 의한다. DCR(요구량-저항능력비)은 지진하중에 저항하는 수직 부재의 재료강도와 단면수치로 부터 개략적인 횡하중 저항능력을 나타내는 지표로써 이는 강도측면에서 내진성능을 보수적으로 평가하는 파라미터이다.Preliminary evaluation is basically based on DCR, which is the ratio of Demand/Capacity. DCR (requirement-resistance capacity ratio) is an index indicating the rough lateral load-resistance capacity from the material strength and cross-sectional values of vertical members that resist seismic loads. It is a parameter that conservatively evaluates the seismic performance in terms of strength.

하지만, 종래의 DCR은 크게 두 가지의 한계점이 있다. However, the conventional DCR has two major limitations.

첫째, 건축물의 비정형성을 너무 개략적으로 고려한다는 것이다. DCR을 산정하는 식을 살펴보면 비정형성에 의한 구조물의 저항능력 감소를 고려하기 위한 비정형계수가 있다. 하지만 이 비정형계수는 0.9의 거듭제곱 꼴로, '기존 시설물(건축물) 내진성능 평가요령'에 기재되어 있는 항목 중에 해당하는 수만큼 0.9를 곱하여 구조물의 저항능력을 낮게 평가한다. 한 가지 항목에만 해당하는 건축물이라면 비정형성의 정도와 항목의 다양성을 고려하지 않고 똑같이 90%의 저항성능을 가지는 것으로 평가한다.First, it considers the irregularity of a building too schematically. Looking at the formula for calculating DCR, there is an irregular coefficient to consider the reduction in the resistance capacity of the structure due to irregularity. However, this atypical coefficient is a power of 0.9, and the resistance capacity of the structure is evaluated low by multiplying it by 0.9 as many as applicable among the items listed in the 'Evaluation Guidelines for Seismic Performance of Existing Facilities (Buildings)'. If the building corresponds to only one item, it is evaluated as having the same 90% resistance performance without considering the degree of irregularity and the diversity of items.

둘째, 건축물의 휨 강성, 층고, 경간을 고려하지 못한다고 볼 수 있다. DCR을 산정하는 식을 살펴보면 부재의 길이가 포함되어 있지 않은 강도측면에서만 고려한 횡하중 저항능력이다. 실제로 부재의 길이만 다르고 단면이 같은 건축물의 경우, 산정되는 DCR의 값이 같다. Second, it can be seen that the bending stiffness, floor height, and span of the building cannot be considered. Looking at the formula for calculating DCR, it is the lateral load-resistance capacity that is considered only in terms of strength, not including the length of the member. In fact, in the case of a building with the same cross-section and different lengths of members, the calculated DCR value is the same.

따라서 DCR은 건축물의 비정형성과 부재의 길이를 반영하지 못한다는 한계를 가지고 있다. 이러한 한계 때문에 DCR은 본 발명에서 대상으로 하는 중저층 모멘트저항 골조 중에서 연층을 가지는 건축물의 취약부재를 파악하는데 문제점이 있다고 평가된다.Therefore, DCR has limitations in that it does not reflect the irregularity of the building and the length of its members. Because of this limitation, it is evaluated that DCR has a problem in identifying weak members of buildings having soft floors among the moment-resisting frames of the middle and low floors targeted in the present invention.

(문헌 1) 한국등록특허공보 제10-1377327호 (2014.03.17)(Document 1) Korean Patent Publication No. 10-1377327 (2014.03.17)

본 발명에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템 및 평가방법은 다음과 같은 해결과제를 가진다.The evaluation system and evaluation method for weak members during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR) according to the present invention has the following problems.

첫째, DCR의 건축물의 비정형성과 부재의 길이를 반영하지 못한다는 한계를 극복하고자 한다.First, it is intended to overcome the limitations of not reflecting the irregularity of the building and the length of the members of the DCR.

둘째, 연층을 가지는 다수의 모멘트저항 골조 건축물의 취약부재를 평가하고자 한다.Second, it is intended to evaluate the weak members of multiple moment-resisting frame structures with soft floors.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 연산기능을 가진 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결되고, 컴퓨터에 의해 실행되는 취약부재 평가시스템으로서, 제어서버는 데이터베이스에서 대상 구조물의 도면정보와 물성정보를 수집하는 기본정보 수집부; 상기 기본정보 수집부에서 수집된 정보를 이용하여, 접합부별 선형-휨 강성비 및 수직분포계수를 산출하는 약층계수요소 산출부; 상기 약층계수요소 산출부에서 산출된 접합부별 선형-휩 강성비 및 수직분포계수를 이용하여, 약층계수를 산출하는 약층계수 산출부; 및 상기 약층계수 산출부에서 산출된 각 약층계수를 대비하여 구조물의 취약부재를 평가하는 취약부재 평가부를 포함할 수 있다.The present invention provides a weak member evaluation system executed by a computer in which a control server having an arithmetic function and a database are networked, and the control server includes: a basic information collecting unit for collecting drawing information and physical property information of a target structure from the database; a weakening coefficient element calculating unit for calculating a linear-flexural stiffness ratio and a vertical distribution coefficient for each joint by using the information collected by the basic information collecting unit; a weakening coefficient calculating unit for calculating a weakening coefficient by using the linear-whip stiffness ratio and vertical distribution coefficient for each junction calculated by the weakening coefficient element calculating unit; and a weak member evaluation unit for evaluating the weak member of the structure in comparison with each weak layer coefficient calculated by the weakening coefficient calculating unit.

본 발명에 있어서, 상기 기본정보 수집부는 각 부재의 탄성계수정보, 이차단면모멘트정보 및 길이정보를 수집하며, 구조물의 유효중량정보를 수집할 수 있다.In the present invention, the basic information collecting unit collects elastic modulus information, secondary sectional moment information, and length information of each member, and may collect effective weight information of the structure.

본 발명에 있어서, 상기 약층계수요소 산출부는 부재별 휨 강성을 산출하는 휨강성 산출부; 및 산출된 휨 강성을 이용하여 접합부별 선형-휨 강성비를 산출하는 선형-휨 강성비 산출부를 구비할 수 있다.In the present invention, the weak layer modulus element calculation unit flexural stiffness calculation unit for calculating the bending stiffness for each member; and a linear-flexural stiffness ratio calculator for calculating a linear-flexural stiffness ratio for each joint by using the calculated bending stiffness.

본 발명에 있어서, 상기 휨강성 산출부에서 부재별 휨 강성은 수학식 1로 산출할 수 있다.In the present invention, the bending stiffness for each member in the bending stiffness calculating unit can be calculated by Equation (1).

본 발명에 있어서, 상기 선형-휨 강성비 산출부에서 접합부별 선형 휨 강성비는 수학식 2로 산출할 수 있다.In the present invention, the linear bending stiffness ratio for each joint in the linear-bending stiffness ratio calculator can be calculated by Equation (2).

본 발명에 있어서, 상기 약층계수요소 산출부는 총 유효중량 및 고유값 해석을 통해 모드벡터를 산출하는 모드벡터 산출부; 및 산출된 모드벡터를 이용하여 수직분포계수를 산출하는 수직분포계수 산출부를 구비할 수 있다.In the present invention, the weakening modulus element calculator comprises: a mode vector calculator for calculating a mode vector through analysis of the total effective weight and eigenvalue; and a vertical distribution coefficient calculator for calculating a vertical distribution coefficient by using the calculated mode vector.

본 발명에 있어서, 상기 총 유효중량은 고정하중과 활하중의 25%를 합하여 산출할 수 있다.In the present invention, the total effective weight can be calculated by adding 25% of the fixed load and the live load.

본 발명에 있어서, 상기 수직분포계수 산출부는 수학식 3으로 수직분포계수를 산출할 수 있다.In the present invention, the vertical distribution coefficient calculating unit may calculate the vertical distribution coefficient by Equation (3).

본 발명에 있어서, 상기 약층계수 산출부는 수학식 4로 약층계수(WSR)을 산출할 수 있다.In the present invention, the weakening coefficient calculating unit may calculate the weakening coefficient (WSR) by Equation (4).

본 발명에 있어서, 상기 취약부재 평가부는 상기 약층계수 산출부에서 산출된 접합부별 약층계수(WSR) 중 기 설정된 범위에 속한 약층계수를 가진 접합부를 취약부재로 평가할 수 있다.In the present invention, the weak member evaluation unit may evaluate as a weak member a joint having a weakening coefficient belonging to a preset range among the weakening coefficients (WSR) for each joint calculated by the weakening coefficient calculating unit.

본 발명에 있어서, 상기 기 설정된 범위에 속한 약층계수는 기 설정된 수치범위에 속하는 약층계수, 기 설정된 갯수범위에 속하는 약층계수 또는 가장 큰 약층계수 중 어느 하나인 것이 가능하다.In the present invention, the weakening coefficient belonging to the preset range may be any one of a weakening coefficient belonging to a preset numerical range, a weakening coefficient belonging to a preset number range, or the largest weakening coefficient.

본 발명은 연산기능을 가진 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결되고, 컴퓨터에 의해 실행되는 취약부재 평가방법으로서, 제어서버는 기본정보 수집부가 데이터베이스에서 대상 구조물의 도면정보와 물성정보를 수집하는 S100 단계; The present invention is a method for evaluating a weak member that is executed by a computer in which a control server with an arithmetic function and a database are networked, and the control server is a basic information collecting unit in step S100 in which the drawing information and physical property information of the target structure are collected from the database ;

약층계수요소 산출부가 상기 기본정보 수집부에서 수집된 정보를 이용하여, 접합부별 선형-휨 강성비 및 수직분포계수를 산출하는 S200 단계; 약층계수 산출부가 상기 약층계수요소 산출부에서 산출된 접합부별 선형-휩 강성비 및 수직분포계수를 이용하여, 약층계수를 산출하는 S300 단계; 및 취약부재 평가부가 상기 약층계수 산출부에서 산출된 각 약층계수를 대비하여 구조물의 취약부재를 평가하는 S400 단계를 수행할 수 있다.S200 step of calculating the linear-flexural stiffness ratio and the vertical distribution coefficient for each joint by using the information collected by the basic information collecting unit by the weakening modulus element calculating unit; S300 step of calculating, by the weakening coefficient calculating unit, the weakening coefficient by using the linear-whip stiffness ratio and vertical distribution coefficient for each junction calculated by the weakening coefficient element calculating unit; and S400 in which the weak member evaluation unit evaluates the weak member of the structure in comparison with each weak layer coefficient calculated by the weak layer coefficient calculation unit.

본 발명에 있어서, S200 단계의 상기 약층계수요소 산출부는 휨강성 산출부가 부재별 휨 강성을 산출하는 S210a 단계; 및 선형-휨 강성비 산출부가 산출된 휨 강성을 이용하여 접합부별 선형-휨 강성비를 산출하는 S210b 단계를 수행할 수 있다.In the present invention, the step S210a step of calculating the flexural stiffness calculation unit for each member of the flexural stiffness factor calculation unit of the weak layer modulus factor of step S200; and a step S210b of calculating a linear-flexural stiffness ratio for each joint by using the flexural stiffness calculated by the linear-flexural stiffness ratio calculator.

본 발명에 있어서, 상기 휨강성 산출부에서 부재별 휨 강성은 수학식 1로 산출할 수 있다.In the present invention, the bending stiffness for each member in the bending stiffness calculating unit can be calculated by Equation (1).

본 발명에 있어서, 상기 선형-휨 강성비 산출부에서 접합부별 선형 휨 강성비는 다음의 수학식 2로 산출할 수 있다. In the present invention, the linear bending stiffness ratio for each joint in the linear-bending stiffness ratio calculator can be calculated by the following Equation (2).

본 발명에 있어서, S200 단계의 상기 약층계수요소 산출부는 모드벡터 산출부가 총 유효중량 및 고유값 해석을 통해 모드벡터를 산출하는 S220a 단계; 및 수직분포계수 산출부가 산출된 모드벡터를 이용하여 수직분포계수를 산출하는 S220b 단계를 수행할 수 있다.In the present invention, the weakening coefficient element calculation unit of step S200 is a step S220a in which the mode vector calculation unit calculates the mode vector through the analysis of the total effective weight and the eigenvalue; and S220b of calculating a vertical distribution coefficient by using the mode vector calculated by the vertical distribution coefficient calculating unit.

본 발명에 있어서, 상기 총 유효중량은 고정하중과 활하중의 25%를 합하여 산출할 수 있다.In the present invention, the total effective weight can be calculated by adding 25% of the fixed load and the live load.

본 발명에 있어서, 상기 수직분포계수 산출부는 수학식 3으로 수직분포계수를 산출할 수 있다.In the present invention, the vertical distribution coefficient calculating unit may calculate the vertical distribution coefficient by Equation (3).

본 발명에 있어서, S300 단계의 상기 약층계수 산출부는 수학식 4로 약층계수(WSR)을 산출할 수 있다.In the present invention, the weakening coefficient calculating unit in step S300 may calculate the weakening coefficient (WSR) by Equation (4).

본 발명은 하드웨어와 결합되어, 본 발명에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법을 컴퓨터에 의해 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.The present invention is combined with hardware, and is implemented as a computer program stored in a computer-readable recording medium in order to execute by a computer the method for evaluating the vulnerable member in an earthquake of a moment-resisting frame structure using the WSR according to the present invention. can

본 발명에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템 및 평가방법은 다음과 같은 효과를 가진다.The weak member evaluation system and evaluation method during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR) according to the present invention has the following effects.

첫째, DCR의 건축물의 비정형성과 부재의 길이를 반영하지 못한다는 한계를 극복하고, 연층을 가지는 다수의 모멘트저항 골조 건축물의 취약부재를 용이하게 평가하는 효과가 있다.First, it overcomes the limitations of not reflecting the irregularity of the DCR building and the length of the members, and has the effect of easily evaluating the weak members of a multi-layered moment-resisting frame structure.

둘째, 본 발명에 따른 약층계수(WSR)을 통해 연층을 가지는 중저층 모멘트저항 골조의 지진 시 취약부재를 개략적으로 파악한 후, 보다 정확하게 비선형해석이 요구되는 건축물을 기존의 DCR보다 정확하게 선정하는 효과가 있다.Second, the effect of selecting a building that requires a more accurate nonlinear analysis than the existing DCR after schematically identifying the weak member during an earthquake of a moment-resisting frame with a soft layer through the weak layer coefficient (WSR) according to the present invention have.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법의 단계별 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 약층계수(WSR)을 산출하고 취약부재를 평가하는 상세 순서도이다.
도 4는 본 발명을 검증하기 위한 KDS 기준으로 설계한 세 가지 모델을 나타낸다.
도 5는 도 4의 세가지 모델에 대한 검증결과를 나타낸다.
도 6은 종래의 DCR을 이용하여 취약부재를 평가한 결과를 나타낸다.1 is a block diagram of a weak member evaluation system during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR) according to the present invention.
2 is a step-by-step explanatory diagram of a method for evaluating a weak member during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR) according to the present invention.
3 is a detailed flowchart for calculating the weakening factor (WSR) and evaluating the weak member according to the present invention.
4 shows three models designed according to the KDS standard for verifying the present invention.
5 shows the verification results for the three models of FIG. 4 .
6 shows a result of evaluating a weak member using a conventional DCR.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. As can be easily understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the embodiments described below may be modified in various forms without departing from the concept and scope of the present invention. Wherever possible, identical or similar parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite.

본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, operation, element, component and/or It does not exclude the presence or addition of groups.

본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical terms and scientific terms used in this specification have the same meaning as those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related art literature and the presently disclosed content, and unless defined, are not interpreted in an ideal or very formal meaning.

본 발명은 중저층 모멘트저항 골조의 지진 시 취약부재를 파악하는 기술에 관한 것이다. 본 발명은 설계단계에서 취약부재를 파악할 수 있는 방법을 제공한다.The present invention relates to a technique for grasping a weak member during an earthquake of a moment-resisting frame of a low-middle-rise structure. The present invention provides a method for identifying a weak member in the design stage.

본 발명은 건축물의 상세도면으로부터 각 부재의 단면수치를 통해 도출한 기둥-보 선형 휨 강성비와, 현행 코드인 KDS 41 17에서 정의하는 응답스펙트럼법에서 밑면전단력을 층 별 횡하중으로 수직분포하기 위해 필요한 수직분포계수를 수정한 것으로 구성될 수 있다.The present invention relates to the column-beam linear flexural stiffness ratio derived from the cross-sectional values of each member from the detailed drawing of the building, and to vertically distribute the base shear force as the lateral load for each floor in the response spectrum method defined in the current code KDS 41 17. It may consist of a correction of the vertical distribution coefficient.

본 발명은 연층을 가지는 중저층 모멘트저항 골조의 지진 시 취약부재를 파악하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한국시설안전공단에서 제시하고 있는 비선형해석이 요구되는 건축물을 선정하기 위한 DCR의 한계를 제시하고, 이를 극복하는 새로운 파라미터를 제시하고자 한다.The present invention relates to a method for identifying vulnerable members during an earthquake of a moment-resisting frame of middle and low-rise having a soft layer, and more specifically, the limit of DCR for selecting a building requiring a non-linear analysis suggested by the Korea Facilities Safety Corporation. We would like to present a new parameter to overcome this problem.

본 발명은 모멘트저항 골조 구조물에 관한 것이며, 본 명세서에서는 설명과 증명의 편의를 위하여, 일반적으로 4~7층으로 지칭되는 중저층 구조물을 중심으로 설명하고자 한다.The present invention relates to a moment-resisting frame structure, and in this specification, for the convenience of explanation and proof, it will be mainly described with a middle and low-rise structure generally referred to as 4 to 7 floors.

또한, 본 발명은 연층(soft story)를 가진 구조물을 대상으로 한다.In addition, the present invention is directed to structures with a soft story.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 설명하고자 한다. 참고로, 도면은 본 발명의 특징을 설명하기 위하여, 일부 과장되게 표현될 수도 있다. 이 경우, 본 명세서의 전 취지에 비추어 해석되는 것이 바람직하다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. For reference, the drawings may be partially exaggerated in order to explain the features of the present invention. In this case, it is preferable to be interpreted in light of the whole meaning of this specification.

도 1은 본 발명에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a weak member evaluation system during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR) according to the present invention.

본 발명은 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템으로서, 연산기능을 가진 제어서버(10)와 데이터베이스(20)가 네트워크로 연결되고, 컴퓨터에 의해 실행되는 취약부재 평가시스템으로 구비될 수 있다.The present invention is a vulnerable member evaluation system in the event of an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR). It can be provided as an evaluation system.

본 발명에 따른 제어서버(10)는 데이터베이스(20)에서 대상 구조물의 도면정보와 물성정보를 수집하는 기본정보 수집부(100); 상기 기본정보 수집부(100)에서 수집된 정보를 이용하여, 접합부별 선형-휨 강성비 및 수직분포계수를 산출하는 약층계수요소 산출부(200); 상기 약층계수요소 산출부(200)에서 산출된 접합부별 선형-휩 강성비 및 수직분포계수를 이용하여, 약층계수를 산출하는 약층계수 산출부(300); 및 상기 약층계수 산출부(300)에서 산출된 각 약층계수를 대비하여 구조물의 취약부재를 평가하는 취약부재 평가부(400)를 포함할 수 있다.The control server 10 according to the present invention includes: a basic information collection unit 100 for collecting drawing information and physical property information of a target structure in the database 20; a weakening coefficient element calculating unit 200 for calculating a linear-flexural stiffness ratio and a vertical distribution coefficient for each joint by using the information collected by the basic information collecting unit 100; a weakening coefficient calculating unit 300 for calculating a weakening coefficient using the linear-whip stiffness ratio and vertical distribution coefficient for each joint calculated by the weakening coefficient factor calculating unit 200; and a weak member evaluation unit 400 for evaluating the weak member of the structure in comparison with each weak layer coefficient calculated by the weakening coefficient calculating unit 300 .

이하에서는, 기본정보 수집부(100)를 설명하고자 한다.Hereinafter, the basic information collection unit 100 will be described.

본 발명에 따른 기본정보 수집부(100)는 데이터베이스(20)에서 대상 구조물의 도면정보와 물성정보를 수집할 수 있다.The basic information collection unit 100 according to the present invention may collect drawing information and physical property information of the target structure from the database 20 .

기본정보 수집부(100)는 각 부재의 탄성계수정보, 이차단면모멘트정보 및 길이정보를 수집하며, 구조물의 유효중량정보를 수집할 수 있다.The basic information collection unit 100 collects elastic modulus information, secondary sectional moment information, and length information of each member, and may collect effective weight information of the structure.

본 발명에서는 대상 구조물의 상세도면과 하중정보를 필요로 한다. 상세도면은 부재별 강성을 산정하기 위한 것이고, 하중정보는 유효중량을 산정하기 위한 것이다. 또한, 고유값(eigenvalue) 해석을 위한 모델링을 하기 위한 것이다.In the present invention, detailed drawings of the target structure and load information are required. The detailed drawings are for calculating the rigidity of each member, and the load information is for calculating the effective weight. In addition, it is for modeling for eigenvalue analysis.

이하에서는, 약층계수요소 산출부(200)를 설명하고자 한다.Hereinafter, the weak layer coefficient factor calculating unit 200 will be described.

본 발명에 따른 약층계수요소 산출부(200)는 기본정보 수집부(100)에서 수집된 정보를 이용하여, 접합부별 선형-휨 강성비 및 수직분포계수를 산출할 수 있다.The weakening modulus element calculating unit 200 according to the present invention may calculate the linear-flexural stiffness ratio and the vertical distribution coefficient for each joint by using the information collected by the basic information collecting unit 100 .

약층계수요소 산출부(200)는 부재별 휨 강성을 산출하는 휨강성 산출부(210a); 및 산출된 휨 강성을 이용하여 접합부별 선형-휨 강성비를 산출하는 선형-휨 강성비 산출부(210b)를 구비할 수 있다.The weakening coefficient factor calculation unit 200 includes: a bending stiffness calculation unit 210a for calculating the bending stiffness for each member; and a linear-flexural stiffness ratio calculator 210b for calculating a linear-flexural stiffness ratio for each joint by using the calculated bending stiffness.

본 발명에 따른 휨강성 산출부(210a)에서 부재별 선형 휨 강성(inear Flexural Stiffness)은 다음의 수학식 1로 산출할 수 있다.In the flexural stiffness calculating unit 210a according to the present invention, the linear flexural stiffness for each member can be calculated by the following Equation (1).

Figure 112020140304165-pat00001
Figure 112020140304165-pat00001

여기서, E는 각 부재의 탄성계수, I는 각 부재의 이차단면모멘트, L은 각 부재의 길이를 의미한다.Here, E is the modulus of elasticity of each member, I is the secondary sectional moment of each member, and L is the length of each member.

본 발명에 따른 선형-휨 강성비 산출부(210b)에서 접합부별 선형 휨 강성비(Stiffness Ratio)는 다음의 수학식 2로 산출할 수 있다.In the linear-flexural stiffness ratio calculating unit 210b according to the present invention, the linear bending stiffness ratio for each joint can be calculated by Equation 2 below.

Figure 112020140304165-pat00002
Figure 112020140304165-pat00002

여기서, Column Linear Flexural Stiffness는 기둥의 선형 휨 강성이고, Beam Linear Flexural Stiffness은 보의 선형 휨강성을 의미한다.Here, Column Linear Flexural Stiffness means the linear bending stiffness of the column, and Beam Linear Flexural Stiffness means the linear bending stiffness of the beam.

또한, 본 발명에 따른 약층계수요소 산출부(200)는 총 유효중량 및 고유값 해석을 통해 모드벡터를 산출하는 모드벡터 산출부(220a); 및 산출된 모드벡터를 이용하여 수직분포계수를 산출하는 수직분포계수 산출부(220b)를 구비할 수 있다.In addition, the weakening coefficient element calculation unit 200 according to the present invention comprises: a mode vector calculation unit 220a for calculating a mode vector through analysis of the total effective weight and eigenvalue; and a vertical distribution coefficient calculating unit 220b for calculating a vertical distribution coefficient by using the calculated mode vector.

상기 총 유효중량은 고정하중과 활하중의 25%를 합하여 산출할 수 있다.The total effective weight may be calculated by adding 25% of the fixed load and the live load.

본 발명에 따른 유효중량은 KDS 41 17에서 정의하고 있는 유효중량을 사용한다. 모드벡터는 고유값(eigenvalue) 해석의 결과로 도출할 수 있다. 유효중량은 고정하중과 활하중의 25%를 합하여 산정한다. 고유값(Eigenvalue) 해석은 대상 건축물의 상세도면과 하중정보를 통해 구조해석 프로그램으로 모델링하여 해석을 진행할 수 있다.Effective weight according to the present invention uses the effective weight defined in KDS 41 17. The mode vector can be derived as a result of eigenvalue analysis. The effective weight is calculated by adding 25% of the fixed and live loads. Eigenvalue analysis can be performed by modeling with a structural analysis program through detailed drawings and load information of the target building.

본 발명에 따른 수직분포계수 산출부(220b)는 다음의 수학식 3으로 수직분포계수를 산출할 수 있다.The vertical distribution coefficient calculating unit 220b according to the present invention may calculate the vertical distribution coefficient using Equation 3 below.

Figure 112020140304165-pat00003
Figure 112020140304165-pat00003

여기서, x는 해당 층, Cvx는 해당의 층의 수직분포계수, n은 전체 층 개수, wi는 층의 유효중량 그리고 Φi는 최상층의 모드벡터를 1로 정규화했을 때 i층에서 모드벡터를 의미한다.Here, x is the corresponding layer, C vx is the vertical distribution coefficient of the corresponding layer, n is the total number of layers, w i is the effective weight of the layer, and Φ i is the mode vector in the i layer when the mode vector of the uppermost layer is normalized to 1. means

이하에서는, 약층계수 산출부(300)를 설명하고자 한다.Hereinafter, the weak layer coefficient calculator 300 will be described.

본 발명에 따른 약층계수 산출부(300)는 약층계수요소 산출부(200)에서 산출된 접합부별 선형-휩 강성비 및 수직분포계수를 이용하여, 약층계수를 산출할 수 있다.The weakening coefficient calculation unit 300 according to the present invention may calculate the weakening coefficient by using the linear-whip stiffness ratio and the vertical distribution coefficient for each junction calculated by the weakening coefficient factor calculating unit 200 .

약층계수 산출부(300)는 다음의 수학식 4로 약층계수(WSR; Weak Story Ratio)을 산출할 수 있다.The weakening coefficient calculation unit 300 may calculate a weak story ratio (WSR) by the following Equation (4).

Figure 112020140304165-pat00004
Figure 112020140304165-pat00004

여기서, WSRx는 해당 접합부의 WSR, Cvx는 해당 층의 수직분포계수 그리고 Stiffness Ratiox는 해당 접합부의 선형 휨 강성비를 의미한다.Here, WSR x is the WSR of the corresponding joint, C vx is the vertical distribution coefficient of the corresponding layer, and Stiffness Ratio x is the linear bending stiffness ratio of the corresponding joint.

WSR 산정에 사용할 모드 개수는 질량 참여율이 90% 이상이 되도록 결정한다. The number of modes to be used in the WSR calculation is determined so that the mass participation rate is greater than 90%.

본 발명에서는 수직분포계수를 건축물의 층별 변형능력에 대한 요구량(Demand)로 보았고, 선형 휨 강성비를 층고와 경간을 고려한 강성의 저항능력(Capacity)으로 보았다.In the present invention, the vertical distribution coefficient was regarded as the demand for the deformation capacity of each floor of the building, and the linear bending stiffness ratio was regarded as the capacity of the stiffness considering the floor height and span.

이하에서는, 취약부재 평가부(400)를 설명하고자 한다.Hereinafter, the weak member evaluation unit 400 will be described.

본 발명에 따른 취약부재 평가부(400)는 약층계수 산출부(300)에서 산출된 각 약층계수를 대비하여 구조물의 취약부재를 평가할 수 있다.The weak member evaluation unit 400 according to the present invention may evaluate the weak member of the structure by comparing each of the weakening coefficients calculated by the weakening coefficient calculating unit 300 .

취약부재 평가부(400)는 상기 약층계수 산출부(300)에서 산출된 접합부별 약층계수(WSR) 중 기 설정된 범위에 속한 약층계수를 가진 접합부를 취약부재로 평가할 수 있다.The weak member evaluation unit 400 may evaluate as a weak member a joint having a weakening coefficient within a preset range among the weakening coefficients (WSR) for each joint calculated by the weakening coefficient calculating unit 300 .

상기 기 설정된 범위에 속한 약층계수는 기 설정된 수치범위에 속하는 약층계수, 기 설정된 갯수범위에 속하는 약층계수 또는 가장 큰 약층계수 중 어느 하나인 것이 가능하다. The weakening coefficient belonging to the preset range may be any one of a weakening coefficient belonging to a preset numerical range, a weakening coefficient belonging to a preset number range, or the largest weakening coefficient.

도 5는 도 4의 세가지 모델에 대한 검증결과를 나타내며, 도 6은 종래의 DCR을 이용하여 취약부재를 평가한 결과를 나타낸다. 도 5 및 도 6의 실시예는 가장 큰 약층계수를 산출한 일 실시예를 제시하였다.5 shows the verification results for the three models of FIG. 4, and FIG. 6 shows the results of evaluating the weak member using the conventional DCR. 5 and 6 presented an example in which the greatest weakening coefficient was calculated.

한편, 본 발명은 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법으로 구현될 수 있다. On the other hand, the present invention can be implemented as a method for evaluating a weak member during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR).

본 평가방법은 전술한 평가시스템과 기술구성은 실질적으로 공통되므로, 중복되는 설명은 생략하고, 요지를 설명하고자 한다.In this evaluation method, since the above-described evaluation system and the technical configuration are substantially common, overlapping descriptions will be omitted and the gist of the present evaluation will be explained.

본 발명은 연산기능을 가진 제어서버(10)와 데이터베이스(20)가 네트워크로 연결되고, 컴퓨터에 의해 실행되는 취약부재 평가방법으로서, 제어서버(10)는 기본정보 수집부(100)가 데이터베이스(20)에서 대상 구조물의 도면정보와 물성정보를 수집하는 S100 단계; 약층계수요소 산출부(200)가 상기 기본정보 수집부(100)에서 수집된 정보를 이용하여, 접합부별 선형-휨 강성비 및 수직분포계수를 산출하는 S200 단계; 약층계수 산출부(300)가 상기 약층계수요소 산출부(200)에서 산출된 접합부별 선형-휩 강성비 및 수직분포계수를 이용하여, 약층계수를 산출하는 S300 단계; 및 취약부재 평가부(400)가 상기 약층계수 산출부(300)에서 산출된 각 약층계수를 대비하여 구조물의 취약부재를 평가하는 S400 단계를 수행할 수 있다.The present invention is a method for evaluating a weak member executed by a computer in which a control server 10 and a database 20 having an arithmetic function are connected through a network, and the control server 10 includes a basic information collection unit 100 including a database ( S100 step of collecting drawing information and physical property information of the target structure in 20); S200 step of calculating, by the weakening modulus element calculating unit 200, the linear-flexural stiffness ratio and vertical distribution coefficient for each joint by using the information collected by the basic information collecting unit 100; S300 step of calculating the weakening coefficient by the weakening coefficient calculating unit 300 using the linear-whip stiffness ratio and vertical distribution coefficient for each junction calculated by the weakening coefficient element calculating unit 200; and S400 in which the weak member evaluation unit 400 evaluates the weak member of the structure in comparison with each weak layer coefficient calculated by the weak layer coefficient calculation unit 300 may be performed.

S200 단계의 상기 약층계수요소 산출부(200)는 휨강성 산출부(210a)가 부재별 휨 강성을 산출하는 S210a 단계 ; 및 선형-휨 강성비 산출부(210b)가 산출된 휨 강성을 이용하여 접합부별 선형-휨 강성비를 산출하는 S210b 단계를 수행할 수 있다.The weak layer modulus element calculation unit 200 of step S200 is a step S210a in which the bending stiffness calculation unit 210a calculates the bending stiffness for each member; And the linear-flexural stiffness ratio calculator 210b may perform the step S210b of calculating the linear-flexural stiffness ratio for each joint using the calculated bending stiffness.

휨강성 산출부(210a)에서 부재별 휨 강성은 상기 수학식 1로 산출할 수 있다.In the bending stiffness calculating unit 210a, the bending stiffness for each member may be calculated by Equation 1 above.

선형-휨 강성비 산출부(210b)에서 접합부별 선형 휨 강성비는 상기 수학식 2로 산출할 수 있다.In the linear-flexural stiffness ratio calculator 210b, the linear bending stiffness ratio for each joint can be calculated by Equation 2 above.

S200 단계의 상기 약층계수요소 산출부(200)는 모드벡터 산출부(220a)가 총 유효중량 및 고유값 해석을 통해 모드벡터를 산출하는 S220a 단계 ; 및 수직분포계수 산출부(220b)가 산출된 모드벡터를 이용하여 수직분포계수를 산출하는 S220b 단계를 수행할 수 있다.In step S200, the weakening coefficient element calculation unit 200 includes: a step S220a in which the mode vector calculation unit 220a calculates a mode vector through analysis of the total effective weight and eigenvalue; and S220b of calculating the vertical distribution coefficient by using the calculated mode vector by the vertical distribution coefficient calculating unit 220b.

본 발명에 따른 총 유효중량은 고정하중과 활하중의 25%를 합하여 산출할 수 있다.The total effective weight according to the present invention can be calculated by adding 25% of the fixed load and the live load.

수직분포계수 산출부(220b)는 상기 수학식 3으로 수직분포계수를 산출할 수 있다.The vertical distribution coefficient calculating unit 220b may calculate the vertical distribution coefficient using Equation 3 above.

S300 단계의 상기 약층계수 산출부(300)는 상기 수학식 4로 약층계수(WSR)을 산출할 수 있다.The weakening coefficient calculating unit 300 of step S300 may calculate the weakening coefficient (WSR) by Equation 4 above.

한편, 본 발명은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다. 구체적으로, 본 발명은 하드웨어와 결합되어, 본 발명에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법을 컴퓨터에 의해 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.Meanwhile, the present invention may be implemented as a computer program. Specifically, the present invention is a computer program stored in a computer-readable recording medium in order to execute by a computer the method for evaluating weak members in an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR) according to the present invention in combination with hardware. can be implemented as

본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The methods according to the embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program readable by various computer means and recorded in a computer readable recording medium. Here, the recording medium may include a program command, a data file, a data structure, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. For example, the recording medium includes magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CDROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floppy disks. optical media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions may include high-level languages that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language such as generated by a compiler. Such hardware devices may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이하에서는, 본 발명에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재를 평가하는 일 실시예를 살펴보고, WSR과 DCR을 대비하여 설명하고자 한다.Hereinafter, an embodiment of evaluating the weak member during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR) according to the present invention will be described, and WSR and DCR are compared.

도 4는 본 발명을 검증하기 위한 KDS 기준으로 설계한 세 가지 모델을 나타낸다. 도 5는 도 4의 세가지 모델에 대한 검증결과를 나타낸다. 도 6은 종래의 DCR을 이용하여 취약부재를 평가한 결과를 나타낸다.4 shows three models designed according to the KDS standard for verifying the present invention. 5 shows the verification results for the three models of FIG. 4 . 6 shows a result of evaluating a weak member using a conventional DCR.

표 1은 부재별 휨 강성(mm4)을 나타낸다.Table 1 shows the bending stiffness (mm 4 ) for each member.

Figure 112020140304165-pat00005
Figure 112020140304165-pat00005

표 2는 접합부별 선형 휨 강성비를 나타낸다.Table 2 shows the linear flexural stiffness ratio for each joint.

Figure 112020140304165-pat00006
Figure 112020140304165-pat00006

표 3은 층 유효중량(kN)을 나타낸다.Table 3 shows the effective weight of the layer (kN).

Figure 112020140304165-pat00007
Figure 112020140304165-pat00007

표 4는 모드벡터를 나타낸다.Table 4 shows the mode vectors.

Figure 112020140304165-pat00008
Figure 112020140304165-pat00008

표 5는 수직분포계수를 나타낸다.Table 5 shows the vertical distribution coefficients.

Figure 112020140304165-pat00009
Figure 112020140304165-pat00009

표 6은 약층계수(WSR)을 나타낸다.Table 6 shows the weakening coefficient (WSR).

Figure 112020140304165-pat00010
Figure 112020140304165-pat00010

DCR과 관련하여, 도 4~6의 Model 1,2,3을 예를 들어 설명하면 아래와 같다.With respect to the DCR, when describing Models 1, 2, and 3 of FIGS. 4 to 6 as an example, it is as follows.

Model 1과 2는 1층에서 가장 큰 값을 가지고 층이 높아질수록 작은 값을 가진다. Models 1 and 2 have the largest value in the first floor, and have a smaller value as the floor increases.

Model 3는 2층에서 가장 큰 값을 가지고 1층에서 두 번째로 큰 값을 가지고 이어서 3층, 4층 순서대로 큰 값을 가진다. Model 3 has the largest value in the 2nd layer, the second largest value in the 1st layer, and then has the largest value in the 3rd and 4th layers in that order.

각 모델에서 가장 큰 DCR을 가지는 층은 가장 낮은 횡하중 저항성능을 가지고 있다. 또한 가장 큰 DCR을 가지는 층은 취약부재가 위치한 취약층이라고 가정할 수 있다. In each model, the layer with the largest DCR has the lowest lateral load resistance. In addition, it can be assumed that the layer having the largest DCR is the weak layer in which the weak member is located.

위와 같은 가정으로 각 모델의 DCR을 보면, Model 1, 2는 1층이 취약층, Model 3은 2층이 취약층이다. Looking at the DCR of each model with the above assumptions, Model 1 and 2 have the first floor as the vulnerable layer, and for Model 3, the second floor is the vulnerable layer.

Model 1, 3의 경우, DCR로 평가한 예제 모델의 취약층은 푸쉬오버(pushover) 해석으로 평가한 취약층과는 다르다. In the case of Models 1 and 3, the vulnerable layer of the example model evaluated by DCR is different from the vulnerable layer evaluated by pushover analysis.

따라서 DCR로 연층이 없는 건축물(Model 2)의 취약부재를 파악하는 것은 가능하지만 연층이 있는 건축물(Model 1, 3)의 경우, 취약부재를 파악하는 것이 불가능하다.Therefore, it is possible to identify weak members of buildings without soft floors (Model 2) with DCR, but in the case of buildings with soft floors (Models 1 and 3), it is impossible to identify weak members.

WSR과 관련하여, 도 4~6의 Model 1,2,3을 예를 들어 설명하면 아래와 같다.With respect to the WSR, models 1, 2, and 3 of FIGS. 4 to 6 will be described as an example.

Model 1은 2층에서 가장 큰 WSR을 가지고 Model 2와 Model 3은 1층에서 가장 큰 WSR을 가진다. WSR의 물리적 의미에 의하면 Model 1은 2층, Model 2, 3은 1층이 취약층이다. 이것은 푸쉬오버(pushover) 해석과 동일한 결과이기 때문에 WSR로 예제 모델의 취약층을 찾아냈다고 볼 수 있다. Model 1 has the largest WSR on the second floor, and Model 2 and Model 3 have the largest WSR on the first floor. According to the physical meaning of WSR, Model 1 is the second floor, and in Models 2 and 3, the first floor is a vulnerable layer. Since this is the same result as the pushover analysis, it can be said that the weak layer of the example model was found with WSR.

Model 2와 Model 3에서 1층의 WSR을 보면 Model 3의 1층 WSR이 월등히 큰 것을 확인할 수 있다. Looking at the WSR of the first floor in Model 2 and Model 3, it can be seen that the WSR of the first floor of Model 3 is significantly larger.

Model 3의 높은 1층 층고로 인해 작은 강성을 가지는 1층 기둥이 반영되어 큰 WSR을 나타낸 것으로 볼 수 있다. Due to the high first floor height of Model 3, the first floor columns with small rigidity are reflected, indicating a large WSR.

Model 1에서는 2, 3, 4층의 층고가 높기 때문에 Model 2의 2, 3, 4층 보다 큰 WSR을 가진다. In Model 1, the 2nd, 3rd and 4th floors have a higher WSR than the 2nd, 3rd, and 4th floors of Model 2.

반면 Model 1의 짧은 1층 층고로 인해 큰 강성을 가지는 1층 기둥이 반영되어 작은 WSR을 나타낸 것으로 볼 수 있다. On the other hand, due to the short first floor height of Model 1, the first floor columns with high rigidity are reflected, indicating a small WSR.

따라서, WSR은 DCR과는 다르게 연층의 유무에 관계없이 중저층 모멘트저항 골조의 취약부재를 파악할 수 있다.Therefore, unlike DCR, WSR can identify weak members of moment-resisting frames of middle and low floors regardless of the presence or absence of soft layers.

이하에서는 본 발명에 따른 취약부재 평가방법을 KDS 기준으로 설계한 세 가지 모델을 통해 검증한다. Hereinafter, the weak member evaluation method according to the present invention is verified through three models designed based on the KDS.

각 모델의 DCR과 WSR을 산정하여 지진 시 취약부재를 파악하고, 이를 pushover 해석을 통해 검증한다.By calculating the DCR and WSR of each model, vulnerable members are identified during earthquakes and verified through pushover analysis.

본 발명에서 발명한 방법으로 예제 모델의 WSR을 산정하면 도 5와 같다. Fig. 5 shows the calculation of the WSR of the example model by the method invented in the present invention.

Model 1은 2층에서 가장 큰 WSR을 가지고, Model 2와 Model 3은 1층에서 가장 큰 WSR을 가진다. Model 1은 2층, Model 2, 3은 1층이 취약층이다. Model 1 has the largest WSR on the second floor, and Model 2 and Model 3 have the largest WSR on the first floor. Model 1 is the second floor, and in Models 2 and 3, the first floor is the vulnerable floor.

이것은 푸쉬오버(pushover) 해석과 동일한 결과이기 때문에 WSR로 예제 모델의 취약부재을 찾아냈다고 볼 수 있다. Since this is the same result as the pushover analysis, it can be said that the weak member of the example model was found with WSR.

Model 2와 Model 3에서 1층의 WSR을 보면 Model 3의 1층 WSR이 월등히 큰 것을 확인할 수 있다. Model 3의 높은 1층 층고로 인해 작은 강성을 가지는 1층 기둥이 반영되어 큰 WSR을 나타낸 것으로 볼 수 있다. Looking at the WSR of the first floor in Model 2 and Model 3, it can be seen that the WSR of the first floor of Model 3 is significantly larger. Due to the high first floor height of Model 3, the first floor columns with small rigidity are reflected, indicating a large WSR.

Model 1에서는 2, 3, 4층의 층고가 높기 때문에 Model 2의 2, 3, 4층 보다 큰 WSR을 가진다. 반면 Model 1의 짧은 1층 층고로 인해 큰 강성을 가지는 1층 기둥이 반영되어 작은 WSR을 나타낸 것으로 볼 수 있다.In Model 1, the 2nd, 3rd and 4th floors have a higher WSR than the 2nd, 3rd, and 4th floors of Model 2. On the other hand, due to the short first floor height of Model 1, the first floor columns with high rigidity are reflected, indicating a small WSR.

본 발명은 대상 건축물의 도면 및 하중정보를 바탕으로 몇 가지 수식을 통해 취약부재를 평가할 수 있는 방법을 제시한다.The present invention proposes a method for evaluating a weak member through several equations based on the drawings and load information of the target building.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, since the embodiments disclosed in the present specification are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical spirit included in the specification and drawings of the present invention should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 제어서버
20 : 데이터베이스
100 : 기본정보 수집부
200 : 약층계수요소 산출부
210a : 휨강성 산출부
210b : 선형-휨 강성비 산출부
220a : 모드벡터 산출부
220b :수직분포계수 산출부
300 : 약층계수 산출부
400 : 취약부재 평가부10: control server
20: database
100: basic information collection unit
200: weak layer coefficient factor calculation unit
210a: flexural stiffness calculation unit
210b: Linear-flexural stiffness ratio calculator
220a: mode vector calculator
220b: vertical distribution coefficient calculator
300: weak layer coefficient calculation unit
400: weak member evaluation unit

Claims (20)

연산기능을 가진 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결되고, 컴퓨터에 의해 실행되는 취약부재 평가시스템으로서, 제어서버는
데이터베이스에서 대상 구조물의 도면정보와 물성정보를 수집하는 기본정보 수집부;
상기 기본정보 수집부에서 수집된 정보를 이용하여, 접합부별 선형-휨 강성비 및 수직분포계수를 산출하는 약층계수요소 산출부;
상기 약층계수요소 산출부에서 산출된 접합부별 선형-휨 강성비 및 수직분포계수를 이용하여, 약층계수를 산출하는 약층계수 산출부; 및
상기 약층계수 산출부에서 산출된 각 약층계수를 대비하여 구조물의 취약부재를 평가하는 취약부재 평가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.A control server with computational function and a database are connected to a network, and a weak member evaluation system executed by a computer, the control server
a basic information collection unit that collects drawing information and material property information of the target structure from the database;
a weakening coefficient element calculating unit for calculating a linear-flexural stiffness ratio and a vertical distribution coefficient for each joint by using the information collected by the basic information collecting unit;
a weakening coefficient calculation unit for calculating a weakening coefficient by using the linear-flexural stiffness ratio and vertical distribution coefficient for each joint calculated by the weakening coefficient element calculating unit; and
Fragile member evaluation system at the time of an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening coefficient (WSR), characterized in that it comprises a weak member evaluation unit for evaluating the weak member of the structure by comparing each of the weakening coefficients calculated in the weakening coefficient calculation unit. 청구항 1에 있어서,
상기 기본정보 수집부는
각 부재의 탄성계수정보, 이차단면모멘트정보 및 길이정보를 수집하며,
구조물의 유효중량정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.The method according to claim 1,
The basic information collection unit
Collects elastic modulus information, secondary sectional moment information, and length information of each member,
An evaluation system for weak members in earthquakes of moment-resisting frame structures using a weakening factor (WSR), characterized in that the effective weight information of the structure is collected. 청구항 2에 있어서,
상기 약층계수요소 산출부는
부재별 휨 강성을 산출하는 휨강성 산출부; 및
산출된 휨 강성을 이용하여 접합부별 선형-휨 강성비를 산출하는 선형-휨 강성비 산출부를 구비한 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.3. The method according to claim 2,
The weak layer coefficient factor calculation unit
a flexural rigidity calculator for calculating flexural rigidity for each member; and
Fragile member evaluation system at the time of earthquake of moment-resisting frame structure using the weakening factor (WSR), characterized in that it has a linear-flexural stiffness ratio calculator that calculates the linear-flexural stiffness ratio for each joint by using the calculated bending stiffness. 청구항 3에 있어서,
상기 휨강성 산출부에서 부재별 휨 강성은 다음의 수학식 1로 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.
[수학식 1]
Figure 112020140304165-pat00011

(여기서, E는 각 부재의 탄성계수, I는 각 부재의 이차단면모멘트, L은 각 부재의 길이를 의미한다.)4. The method according to claim 3,
In the bending stiffness calculation unit, the bending stiffness for each member is calculated by the following Equation 1, a weak member evaluation system during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening coefficient (WSR).
[Equation 1]
Figure 112020140304165-pat00011

(Here, E is the modulus of elasticity of each member, I is the secondary sectional moment of each member, and L is the length of each member.) 청구항 4에 있어서,
상기 선형-휨 강성비 산출부에서 접합부별 선형 휨 강성비는 다음의 수학식 2로 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.
[수학식 2]
Figure 112020140304165-pat00012

(여기서, Column Linear Flexural Stiffness는 기둥의 선형 휨 강성이고, Beam Linear Flexural Stiffness은 보의 선형 휨강성을 의미한다.)5. The method according to claim 4,
In the linear-flexural stiffness ratio calculation unit, the linear bending stiffness ratio for each joint is calculated by the following equation (2).
[Equation 2]
Figure 112020140304165-pat00012

(Here, Column Linear Flexural Stiffness means the linear bending stiffness of the column, and Beam Linear Flexural Stiffness means the linear bending stiffness of the beam.) 청구항 5에 있어서,
상기 약층계수요소 산출부는
총 유효중량 및 고유값 해석을 통해 모드벡터를 산출하는 모드벡터 산출부; 및
산출된 모드벡터를 이용하여 수직분포계수를 산출하는 수직분포계수 산출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.6. The method of claim 5,
The weak layer coefficient factor calculation unit
a mode vector calculation unit for calculating a mode vector through analysis of the total effective weight and eigenvalue; and
Fragile member evaluation system at the time of an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening coefficient (WSR), characterized in that it comprises a vertical distribution coefficient calculating unit for calculating a vertical distribution coefficient by using the calculated mode vector. 청구항 6에 있어서,
상기 총 유효중량은 고정하중과 활하중의 25%를 합하여 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.7. The method of claim 6,
The total effective weight is calculated by adding 25% of the fixed load and the live load. A system for evaluating weak members in an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR). 청구항 6에 있어서,
상기 수직분포계수 산출부는 다음의 수학식 3으로 수직분포계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.
[수학식 3]
Figure 112020140304165-pat00013

(여기서, x는 해당 층, Cvx는 해당의 층의 수직분포계수, n은 전체 층 개수, wi는 층의 유효중량 그리고 Φi는 최상층의 모드벡터를 1로 정규화했을 때 i층에서 모드벡터를 의미한다.)7. The method of claim 6,
The vertical distribution coefficient calculator calculates the vertical distribution coefficient by the following Equation (3) Fragile member evaluation system at the time of an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening coefficient (WSR), characterized in that.
[Equation 3]
Figure 112020140304165-pat00013

(Where x is the layer, C vx is the vertical distribution coefficient of the layer, n is the total number of layers, w i is the effective weight of the layer, and Φ i is the mode in layer i when the mode vector of the top layer is normalized to 1. vector). 청구항 8에 있어서,
상기 약층계수 산출부는 다음의 수학식 4로 약층계수(WSR)을 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.
[수학식 4]
Figure 112020140304165-pat00014

(여기서, WSRx는 해당 접합부의 WSR, Cvx는 해당 층의 수직분포계수 그리고 Stiffness Ratiox는 해당 접합부의 선형 휨 강성비를 의미한다.)9. The method of claim 8,
The weak layer coefficient calculator calculates the weakening factor (WSR) by the following Equation 4, the weak member evaluation system during an earthquake of a moment-resisting frame structure using the weakening factor (WSR).
[Equation 4]
Figure 112020140304165-pat00014

(Where WSR x is the WSR of the joint, C vx is the vertical distribution coefficient of the layer, and Stiffness Ratio x is the linear bending stiffness ratio of the joint.) 청구항 9에 있어서,
상기 취약부재 평가부는 상기 약층계수 산출부에서 산출된 접합부별 약층계수(WSR) 중 기 설정된 범위에 속한 약층계수를 가진 접합부를 취약부재로 평가하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.10. The method of claim 9,
Moment resistance using a weakening coefficient (WSR), characterized in that the weak member evaluation unit evaluates a joint having a weakening coefficient belonging to a preset range among the weakening coefficients (WSR) for each joint calculated by the weakening coefficient calculating unit as a weak member Fragile member evaluation system in case of earthquake of structural structures. 청구항 10에 있어서,
상기 기 설정된 범위에 속한 약층계수는 기 설정된 수치범위에 속하는 약층계수, 기 설정된 갯수범위에 속하는 약층계수 또는 가장 큰 약층계수 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가시스템.11. The method of claim 10,
Moment resistance framing structure using WSR of the vulnerable member evaluation system in the event of an earthquake. 연산기능을 가진 제어서버와 데이터베이스가 네트워크로 연결되고, 컴퓨터에 의해 실행되는 취약부재 평가방법으로서, 제어서버는
기본정보 수집부가 데이터베이스에서 대상 구조물의 도면정보와 물성정보를 수집하는 S100 단계;
약층계수요소 산출부가 상기 기본정보 수집부에서 수집된 정보를 이용하여, 접합부별 선형-휨 강성비 및 수직분포계수를 산출하는 S200 단계;
약층계수 산출부가 상기 약층계수요소 산출부에서 산출된 접합부별 선형-휩 강성비 및 수직분포계수를 이용하여, 약층계수를 산출하는 S300 단계; 및
취약부재 평가부가 상기 약층계수 산출부에서 산출된 각 약층계수를 대비하여 구조물의 취약부재를 평가하는 S400 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법.A control server and database with an operation function are connected to a network, and a vulnerability evaluation method executed by a computer, the control server
S100 step in which the basic information collecting unit collects drawing information and physical property information of the target structure from the database;
S200 step of calculating the linear-flexural stiffness ratio and the vertical distribution coefficient for each joint by using the information collected by the basic information collecting unit by the weakening modulus element calculating unit;
S300 step of calculating, by the weakening coefficient calculating unit, the weakening coefficient by using the linear-whip stiffness ratio and vertical distribution coefficient for each junction calculated by the weakening coefficient element calculating unit; and
Fragile member during earthquake of moment-resisting frame structure using WSR, characterized in that the weak member evaluation unit performs the S400 step of evaluating the weak member of the structure in comparison with each weakening coefficient calculated by the weak layer calculating unit Assessment Methods. 청구항 12에 있어서,
S200 단계의 상기 약층계수요소 산출부는
휨강성 산출부가 부재별 휨 강성을 산출하는 S210a 단계 ; 및
선형-휨 강성비 산출부가 산출된 휨 강성을 이용하여 접합부별 선형-휨 강성비를 산출하는 S210b 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법.13. The method of claim 12,
The weak layer coefficient factor calculation unit of step S200
S210a step in which the bending stiffness calculation unit calculates the bending stiffness for each member; and
A method for evaluating weak members in an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR), characterized in that the S210b step of calculating the linear-flexural stiffness ratio for each joint is performed using the flexural stiffness calculated by the linear-flexural stiffness ratio calculator. 청구항 13에 있어서,
상기 휨강성 산출부에서 부재별 휨 강성은 다음의 수학식 1로 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법.
[수학식 1]
Figure 112020140304165-pat00015

(여기서, E는 각 부재의 탄성계수, I는 각 부재의 이차단면모멘트, L은 각 부재의 길이를 의미한다.)14. The method of claim 13,
In the bending stiffness calculation unit, the bending stiffness for each member is calculated by the following Equation 1, a method for evaluating weak members during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening factor (WSR).
[Equation 1]
Figure 112020140304165-pat00015

(Here, E is the modulus of elasticity of each member, I is the secondary sectional moment of each member, and L is the length of each member.) 청구항 14에 있어서,
상기 선형-휨 강성비 산출부에서 접합부별 선형 휨 강성비는 다음의 수학식 2로 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법.
[수학식 2]
Figure 112020140304165-pat00016

(여기서, Column Linear Flexural Stiffness는 기둥의 선형 휨 강성이고, Beam Linear Flexural Stiffness은 보의 선형 휨강성을 의미한다.)15. The method of claim 14,
In the linear-flexural stiffness ratio calculation unit, the linear bending stiffness ratio for each joint is calculated by the following equation (2).
[Equation 2]
Figure 112020140304165-pat00016

(Here, Column Linear Flexural Stiffness means the linear bending stiffness of the column, and Beam Linear Flexural Stiffness means the linear bending stiffness of the beam.) 청구항 15에 있어서,
S200 단계의 상기 약층계수요소 산출부는
모드벡터 산출부가 총 유효중량 및 고유값 해석을 통해 모드벡터를 산출하는 S220a 단계 ; 및
수직분포계수 산출부가 산출된 모드벡터를 이용하여 수직분포계수를 산출하는 S220b 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법.16. The method of claim 15,
The weak layer coefficient factor calculation unit of step S200
S220a step of calculating the mode vector by the mode vector calculator through analysis of the total effective weight and eigenvalue; and
A method for evaluating vulnerable members in an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening coefficient (WSR), characterized in that the step S220b for calculating the vertical distribution coefficient is performed using the mode vector calculated by the vertical distribution coefficient calculator. 청구항 16에 있어서,
상기 총 유효중량은 고정하중과 활하중의 25%를 합하여 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법.17. The method of claim 16,
The total effective weight is calculated by adding 25% of the fixed load and the live load. 청구항 16에 있어서,
상기 수직분포계수 산출부는 다음의 수학식 3으로 수직분포계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법.
[수학식 3]
Figure 112020140304165-pat00017

(여기서, x는 해당 층, Cvx는 해당의 층의 수직분포계수, n은 전체 층 개수, wi는 층의 유효중량 그리고 Φi는 최상층의 모드벡터를 1로 정규화했을 때 i층에서 모드벡터를 의미한다.)17. The method of claim 16,
The vertical distribution coefficient calculator calculates the vertical distribution coefficient by the following Equation (3) Fragile member evaluation method at the time of an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening coefficient (WSR), characterized in that.
[Equation 3]
Figure 112020140304165-pat00017

(Where x is the layer, C vx is the vertical distribution coefficient of the layer, n is the total number of layers, w i is the effective weight of the layer, and Φ i is the mode in layer i when the mode vector of the top layer is normalized to 1. vector). 청구항 18에 있어서,
S300 단계의 상기 약층계수 산출부는 다음의 수학식 4로 약층계수(WSR)을 산출하는 것을 특징으로 하는 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법.
[수학식 4]
Figure 112020140304165-pat00018

(여기서, WSRx는 해당 접합부의 WSR, Cvx는 해당 층의 수직분포계수 그리고 Stiffness Ratiox는 해당 접합부의 선형 휨 강성비를 의미한다.)19. The method of claim 18,
The weakening coefficient calculation unit of step S300 is a method for evaluating weak members during an earthquake of a moment-resisting frame structure using a weakening coefficient (WSR), characterized in that it calculates the weakening coefficient (WSR) by the following Equation (4).
[Equation 4]
Figure 112020140304165-pat00018

(Where WSR x is the WSR of the joint, C vx is the vertical distribution coefficient of the layer, and Stiffness Ratio x is the linear bending stiffness ratio of the joint.) 하드웨어와 결합되어, 청구항 12에 따른 약층계수(WSR)를 이용한 모멘트저항 골조 구조물의 지진 시 취약부재 평가방법을 컴퓨터에 의해 실행시키기 위하여 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a computer-readable recording medium in combination with hardware to execute, by a computer, the method for evaluating weak members in an earthquake of a moment-resisting frame structure using the weakening factor (WSR) according to claim 12 .
KR1020200181992A 2020-12-23 2020-12-23 Vulnerable-Story Evaluation System and Evaluation Method for Mid/Low-Rise Moment Resisting Frames using WSR KR102359481B1 (en)

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Citations (3)

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