Pushover Load Case

확인하고자 하는 Pushover 하중조건을 선택합니다.

Note
전체좌표계의 Z방향으로 지정된 Pushover Load Case가 지정될 경우 Plot Type에서 Load Factor vs. Displacement만 활성화 된다.

Plot Type

출력할 곡선의 종류를 선택합니다.

Capacity Curve(MDOF)

Base Shear vs. Displacement : 밑면전단력 대 변위곡선

Shear Coefficient vs. Displacement : 전단계수(횡하중/총중량) 대 변위곡선

Shear Coefficient vs. Drift : 전단계수 대 층간변위 곡선

Load Factor vs. Displacement : 하중계수에 대한 변위 곡선 그래프 출력

Note
Plot Type에서 Load Factor vs. Displacement를 지정할 경우 Capacity Spectrum이 비활성화 된다.

수직하중(중력방향)에 대한 수직부재의 좌굴해석 결과를 확인하고 비선형해석을 위해서 수직하중에 의한 Pushover Curve를 확인할 수 있다.

Additional Curves at other Nodes : 곡선을 출력할 다른 절점의 번호

Capacity Spectrum(SDOF)

For Performance Point : Demand Spectrum과 Capacity Spectrum의 교점인 성능점을 산정하여 그래프에 (X)표기를 해주며 성능점 산정방법은 ATC40 및 FEMA440제안식을 지원하고 있습니다.

ATC40 / Procedure-A, Procedure-B :

ATC40의 제안식에 의해 성능점을 산정하며 교점을 구하는 방법은 Procedure-A, Procedure-B가 있습니다.

Procedure-A : 구조물의 비탄성거동에 의한 유효감쇠비를 먼저 평가하고 이에 부합하는 요구스펙트럼을 생성한 후에 반복과정을 거쳐 성능점을 산정하는 방법

즉, 능력스펙트럼의 초기강성에 대한 기울기와 5% 탄성 설계응답스펙트럼과의 교차점을 초기 성능점이라고 가정합니다. 초기 성능점에 대한 등가감쇠를 산정하고, 유효감쇠계수가 적용된 비탄성 설계응답스펙트럼을 구한 후 다시 교차점에서의 성능점을 산정합니다. 이러한 방법으로 유효감쇠계수를 적용한 비탄성 설계응답스펙트럼과 능력스펙트럼과의 교차점에서 응답변위와 응답가속도와의 변화가 오차범위내에 들어올 때까지 계속적인 반복작업을 통하여 최종적인 성능점을 산정합니다. Procedure-A 방법을 이용한 성능점 산정의 원리는 아래 그림 과 같습니다.

Procedure-B : 연성요구도를 가정하고 이에 해당하는 유효주기와 유효감쇠비를 이용하여 성능점에 대한 궤적선을 평가한 후에 능력스펙트럼과의 교차점을 찾는 방법

즉, 등가감쇠와 유효감쇠계수를 이용하는 것은 Procedure-A와 동일하지만 접근방법에서 차이가 있습니다. Procedure-A보다는 간략화된 방법으로 먼저 변위연성비를 가정한 후에 이에 대한 구조물의 유효주기를 산정하고 유효주기 직선과 5% 탄성 설계응답스펙트럼과의 교차점을 초기 성능점으로 가정합니다. 가정한 변위연성비에 대한 방사선 형태의 유효주기와 비탄성 설계응답스펙트럼과의 교차점들은 궤적을 형성하게 되며, 이 궤적선과 구조물의 능력스펙트럼과의 교차점이 최종적인 성능점으로 설정됩니다. Procedure-B 방법을 이용한 성능점 산정의 원리는 아래 그림과 같습니다.

FEMA440 / Procedure-A, Procedure-B, Procedure-C :

FEMA440의 제안식에 의해 성능점을 산정하며 교점을 구하는 방법은 Procedure-A, Procedure-B,  Procedure-C가 있습니다.

Procedure-A(Direct Iteration) :

유효감쇠비(βeff)에 의해 감소된 응답가속도((Sa)_β)와 유효주기(Teff)가 만나는 교점의 변위(di)가 최대요구변위(dpi)와 동일한지 비교하여 Capacity Spectrum과 감소된 응답가속도((Sa)_β)가 만나는 교점을 성능점으로 산정하는 방법입니다.(교점의 변위(di)와 최대요구변위(dpi)가 동일하지 않으면 di를 dpi로 치환하면서 반복계산)

Procedure-B(Intersection with MADRS) :

스펙트럼 감소계수(M)에 의해 수정된 응답가속도((Sa)_M)와 Capacity Spectrum이 만나는 교점(di,ai)이 최대 요구변위(dpi)와 동일한지 비교하여 동일할 때, 교점을 성능점으로 산정하는 방법.(교점이 없으면 di를 dpi로 치환하면서 반복계산)

Procedure-C(MADRS Locus of Possible Performance Points) :

비선형정적(Pushover)해석을 통해 Spectral Acceleration(Sa)-Spectral Displacement(Sd) 형태의 Capacity Spectrum을 그린 후, 초기 감쇠비(β0)를 적용하여 응답스펙트럼을 Sa-Sd 형태의 Demand Spectum으로 변환(μ=1)하고, 연성도(μ)에 해당하는 수정된 응답가속도((Sa)_M) Curve와 교차주기(Tsec)의 교점을 연결하는 Curve를 그려서 Capacity Spectrum이

교차하는 점을 찾아서 성능점으로 산정하는 방법. (교차하지 않으면 연성도(μ) 값을 1씩 증가시키면서 반복계산)

For Target Displacement : Hinge Properties에서 Skeleton Curve를 Eurocode8:2004로 했을 때 활성화

Demand Spectrum

 : 요구스펙트럼의 작성에 설계 응답스펙트럼을 적용하기 위하여 내진 설계기준에서 제시하는 설계스펙트럼을 정의합니다.

Demand Spectra at Damping Ratios(%)
입력한 감쇠비를 적용한 요구스펙트럼을 출력합니다.

Constant Period Lines at Period (sec)
입력한 주기에 해당하는 지시선을 출력합니다.

Damping Parameters

구조물의 유효감쇠비(Effective damping ratio) 및 주기를 결정하기 위한 변수를 입력합니다.

ATC-40일 때

Inherent + Additional Damping (%) : 구조물의 보유감쇠와 부가장치에 의한 감쇠를 포함한 전체 구조물의 감쇠비

Structural Behavior Type : 구조물 특성에 따른 구분

구조물의 에너지 소산이력곡선을 그릴 때 에너지 소산정도에 따라 선택을 하게 됩니다.

A : 소산이 완벽하게 이루어지는 시스템(Elastoplastic Perfectly Plastic)

B : Stiffness가 감소되는 시스템(Stiffness Degradig)

C : Stiffness와 Strength가 모두 감소하는 시스템(Strength and Stiffness Degrading)

Nonlinear Elastic : 에너지 소산이 없는 시스템

FEMA440일 때

Model : 구조물의 에너지 소산이력곡선을 그릴 때 에너지 소산정도를 선택 합니다

Bilinear Hysteric : 소산이 완벽하게 이루어지는 시스템(Elastoplastic Perfectly Plastic)

                       (ATC40의 EPP모델과 동일)        

Stiffness Degrading : Stiffness가 감소되는 시스템(Stiffness Degradig)

                       (ATC40의 SD모델과 동일)       

Strength Degrading : Strength가 감소되는 시스템(Strengh Degradig)

Any Capacity Curve : 연구에 의한 이력모델이나 Alpha값을 사용하지 않고 약산식 사용

                           [참조 : FEMA 440 6.2절]

Transformation Factor(Gamma) Calculation

Transformation Factor(alpha1, PF1) Calculation

Pushover Curve를 그릴 때, Gamma값은 아래와 같은 2가지의 방법으로 계산한다.

Based on 2D Behavior : 2D Behaviour는 EC8-1:2004 Annex B코드에 근거해서 Pushover 해석방향에 대해 Gamma값을 정한다. 즉, Gamma는 아래와 같다.

Based on 3D Behavior : 3D Behaviour는 가능한 모든 방향에 대해서 횡방향 변형을 고려하여 Gamma값을 정한다. 즉 Gamma는 아래와 같다.

Performance Point

스펙트럼상에서의 성능점과 다자유도 시스템으로 치환된 성능점에 대한 정보를 제공합니다.

Step : 성능점 스텝(좌측 성능점 산정기준 및 변수를 통하여 산정)

Note
계산된 성능점 스텝은 Demand Curve와 Capacity Curve 교점의 직전스텝입니다. 실제 성능평가에 적용시에는 엔지니어의 판단에 따라 적절한 스텝을 성능점으로 판단하길 권합니다.

V, D : 성능점에 의한 구조물의 비탄성 최대 밑면전단력과 최대 변위

Sa, Sd : 성능점에서의 응답가속도와 응답변위

Teff, Deff : 성능점에서의 비탄성 유효주기와 유효감쇠

Pushover Load Case에 정의되지 않은 스텝에 대한 해석결과를 체크하기 위하여 추가로 스텝을 정의합니다.

정의된 스텝에서의 결과는 Text Output에서 확인할 수 있습니다.

(예 : 위의 추가스텝은 Monitored Displacement을 선택하고 변위값을 0.2m로 입력한 경우입니다)

  Monitored Displacement : (Pushover Load Case Name) + (MD) + (사용자 입력한 Monitored Displacement)

  Resultant Base Shear      : (Pushover Load Case Name) + (BS) + (사용자 입력한 Base Shear)

  User Input                   : (Pushover Load Case Name) + (사용자 입력한 이름)

: Pushover 해석결과 그래프 및 성능점 스텝을 텍스트로 자세하게 확인하고 저장합니다.

: 대화창 입력값을 이용하여 능력스펙트럼을 업데이트 합니다.

: 입력변수를 적용하여 Pushover Curve결과를 출력합니다.

Note
계산성능점 산정을 위해 대화창에 입력된 Capacity Spectrum, Demand Spectrum, Damping&Period Parameter의 변수를 저장하고, 대화창을 다시 열때 저장된 변수로 결과값을 확인 가능합니다.

: 성능점 산정을 위해 대화창에 입력된 변수를 저장하고, 대화창을 닫습니다.

Note
계산성능점 산정을 위해 대화창에 입력된 Capacity Spectrum, Demand Spectrum, Damping&Period Parameter의 변수를 저장하고, 대화창을 다시 열때 저장된 변수로 결과값을 확인 가능합니다.

: 성능점 산정을 위해 대화창에 입력된 변수를 저장하지 않고 대화창을 닫습니다.