ConBasement에 의한 합리적인 설계방법

깊은 지하구조물의 지진토압에 의한 횡변위는 낮은 지하구조물에 비해 크게 발생한다. 이 때, 깊은 지하구조물은 구조의 뒷벽의 기반암의 횡구속조건, 정적횡압 및 지진토압에 의한 지하구조의 횡변위를 고려한 횡스프링지지력을 추가로 고려하여 합리적으로 설계할 수 있다. 이외 지하구조의 횡강성이 작아 지진토압에 의한 지하구조의 횡변위가 지반의 지진 횡변위를 초과하는 경우에도 스프링지지력을 추가로 고려하여 합리적으로 설계할 수 있다.

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ConBasement는 건축물의 지하구조 내진설계 지침(2020, Rev.1)에 따른 다음과 같은 반복 해석 절차에 의해 합리적인 설계를 할 수 있다. ConBasement에 의한 2가지 설계 예가 100~112쪽에 포함되어 있다.

구분		입력 데이터
		지하구조물의 각층 횡변위	뒷벽의 정적횡압	뒷벽의 횡스프링지지력
1단계	1차 해석	각층의 횡변위를 모두 0으로 입력	CONSIDER	IGNORE
2단계	2차 해석	1차 해석 값의 횡변위를 입력	CONSIDER	CONSIDER

횡스프링지지력을 고려하지 않은 1차 해석에서 지진토압에 대한 지하구조의 횡변위가 지반의 지진 횡변위를 초과하는 경우에는 2차 해석에서 횡스프링지지력을 추가로 고려하여야 한다. 최종 설계 값은 지하구조의 횡변위가 지반의 횡변위를 초과하지 않는 2차 해석에 의한 결과로 한다.

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다음 그림1-3은 위 절차에 따른 설계 예이다. 이 예에서 뒷벽에 작용하는 횡압(정적횡압 및 횡스프링지지력)과 기반암의 구속조건을 추가로 고려하였다. 결과적으로 지하구조 횡력저항시스템(전단벽시스템)의 소요설계강도와 지진토압에 대한 수평변위가 감소되었다. 1차 해석에서는 지진토압에 의한 지하구조의 횡변위가 지반의 상대변위를 초과하였으나, 2차 해석에 의한 지진토압에 의한 지하구조의 횡변위는 지반의 상대 변위를 초과하지 않는다.

그림1-3. 반복 해석 절차에 의한 설계 예