Stiffness Irregularity Check(Soft Story)

 

기능

건축물의 층강성율(Story Stiffness Ratio)에 의한 강성비정형성평가 결과를 Spread Sheet 형식의 테이블로 확인합니다.

  본 기능은 Model>Building>Control Data에서 Story Shear Force Ratio 옵션이 선택된 경우에만 적용됩니다.

  Model/Building/Control Data에서 "Story Shear Force Ratio" 의 “Consider Story Module”을 Check On을 했을 경우   

  경계층(하부모듈의 최상층)의 전단력에 대한 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

  Results > Result Tables > Story > Define Module에서 모듈을 정의한 경우에 테이블의 첫 번째 Column에 Module이 생성됩니다.

  테이블의 Remark에서는 허용값을 만족하지 못하는 경우 붉은색으로 결과를 출력하여 NG가 발생하는 경우를 쉽게 구별할 수   

  있습니다.

midas Gen 의 Table Tool은 강력하고 다양한 각종 기능을 내장하고 있으며 자세한 사용법은 Table Tool의 사용법을 참조하기 바랍니다.

 

호출

[Results] 탭 > [Tables] 그룹 > [Story] > [Stiffness Irregularity Check(Soft Stroy)]

 

입력 

Stiffness Irregularity Check 하고자 하는 하중조건 및 층간변위계산 방법을 선택합니다.

 

Record Activation 대화상자

 

Context Menu(Stiffness Irregularity Parameters)

 

Story Drift Method (Stiffness Irregularity Parameters)

   1. Drift on the Center of Mass : 각 층 상·하단 질량중심의 횡변위 차를 출력합니다.

      Drift Factor (Maximum / Current) : 최대층간변위 / 평균층간변위

   2. Maximum Drifts of Outer Extreme Points : 수직부재가 있는 Node중 모서리(Extreme Points)를 찾아 최대 층간변위를  

       출력합니다.

   3. Maximum Drifts of All Vertical Elements : 절점별 최대 층간변위를 출력합니다.

 

Story Drift Method(SEAOC, GB50011-2001)

   1. 1/Story Drift Ratio (SEAOC) : 층간변위각의 역수로 층강성을 계산합니다.

    각 층의 횡강성을 구하는 것은 쉽지 않기 때문에 건물의 변형형태(층변위, 층간변위각)로부터 층강성을 구하면 실무적으로 훨씬 쉽고 각 층의 상대적인 층강성을 평가함으로써 연층을 구분할 수 있습니다. Seiesmic Design Mannual(SEAOC 1999)에서는 아래의 식과 같이 층간변위각의 역수를 층강성으로 간주하여 층간변위를 구할 것을 제시하고 있습니다. ki=hi/(δi-δi-1)

 

   2. Story Shear/Story Drift (GB50011-2001) : 층전단력을 층간변위로 나눈 비를 이용하여 층강성을 계산합니다.

 

 

Module 기능을 적용하지 않은 경우

Load Case : 단위하중조건

Story : 층

Level : 층의 고도(Elevation)

Story Height : 해당층의 층고

 

1. Story Drift : 선택된 Load Case에 의해 발생 Story Drift 값을 표시합니다.

2. Story Shear Force : 선택된 Load Case에 의해 발생하는 층전단력을 표시합니다.

3. Story Stiffness : Story Stiffness = Story Shear / Story Drift

4. Upper Story Stiffness

   0.7 Ku1 : 기준이 되는 층의 직상부층의 Story Stiffness의 70% 에 해당되는 값

   0.8 Ku123 : 기준이 되는 층의 직상부 3개층 평균 Story Stiffness의 80% 에 해당되는 값

5. Story Stiffness Ratio : 현재층의 Story Stiffness / Max(0.7 Ku1, 0.8 Ku123)

   단, 지붕층(최상층)에 대한 Story Stiffness Ratio는 계산하지 않습니다. 또한  상부 3개 층이 존재하지 않는 경우, 0.7 Ku1 값으로만   

   계산합니다.

6. Story Drift Angle Ratio : "해당층 층간변위각"에 "상부층 층간변위각"을 나눈값

7. Remark : "Story Drift Angle Ratio"항의 값이 모두 1.3을 초과하고 'Story Stiffness Ratio'항이 1.0 미만인 경우 "Irregular"를 출력 그외의 경우는 "Regular"출력합니다. ("Story Drift Angle Ratio"항의 값이 모두 1.3 이하인 경우는 Story Stiffness Ratio에 상관없이 "Regular"출력합니다.)

 

Note
KBC 2009 건축구조기준 : 0306.4.4.2절 참조, 표 0306.4.5 참조

 

Note
층강성이 음(-)의 강성으로 계산(층간변위가 음(-)으로 나오는 경우) 테이블에서 보는 것처럼 "-"으로 출력한다.

테이블 출력방법은 아래와 같다.

1. Story Drift가 음수일 때 해당층의 Stiffness 는 "-" 출력(① 참조)
2. 0.7Ku1은 한층 위의 Stiffness가 "-"일 때 "-" 출력(② 참조)
3. 0.8Ku123 은 상부 3개층 중 하나라도 Stiffness 가 "-" 일때 "-" 출력(③ 참조)
4. Story Stiffness Ratio는 0.7Ku1과 0.8Ku123가 둘 다 "-" 일 때 "-" 출력

 

 

Module 기능을 적용한 경우

모듈기능을 이용할 경우 아래 그림과 같이 Module 탭이 생성되며 이때의 강성비정형성평가 결과는 “Note - 모듈에 따른 강성비정형평가 테이블 출력방법”에 따라 출력합니다.

 

Note - 모듈에 따른 강성비정형평가 테이블 출력방법

1. 각 Module별 지붕층의 강성비정형평가 결과는 출력하지 않는다.

2. 상부 Module에서 지붕아래층은 Upper Story Stiffness값이 없기 때문에 항상 Regular로 출력된다.

3. 0.7Ku1에 의한 강성평가방법에서 지붕아래 1개층에 대한 Upper Story Siffness는 항상 0으로 출력된다.

4. 0.8Ku123에 의한 강성평가방법에서 지붕아래 3개층에 대한 Upper Story Siffness는 항상 0으로 출력된다.

 

Module : Define Module에서 지정한 모듈 이름

Load Case : 단위하중조건

Story : 층

Level : 층의 고도(Elevation)

Story Height : 해당층의 층고

 

1. Story Drift : 선택된 Load Case에 의해 발생 Story Drift 값을 표시합니다.

2. Story Shear Force : 선택된 Load Case에 의해 발생하는 층전단력을 표시합니다.

3. Story Stiffness : Story Stiffness = Story Shear / Story Drift

4. Upper Story Stiffness

   0.7 Ku1 : 기준이 되는 층의 직상부층의 Story Stiffness의 70% 에 해당되는 값

   0.8 Ku123 : 기준이 되는 층의 직상부 3개층 평균 Story Stiffness의 80% 에 해당되는 값

5. Story Stiffness Ratio : 현재층의 Story Stiffness / Max(0.7 Ku1, 0.8 Ku123)

   단, 지붕층(최상층)에 대한 Story Stiffness Ratio는 계산하지 않습니다. 또한  상부 3개 층이 존재하지 않는 경우, 0.7 Ku1 값으로만   

   계산합니다.

6. Story Drift Angle Ratio : "해당층 층간변위각"에 "상부층 층간변위각"을 나눈값

7. Remark : "Story Drift Angle Ratio"항의 값이 모두 1.3을 초과하고 'Story Stiffness Ratio'항이 1.0 미만인 경우 "Irregular"를 출력 그외의 경우는 "Regular"출력합니다. ("Story Drift Angle Ratio"항의 값이 모두 1.3 이하인 경우는 Story Stiffness Ratio에 상관없이 "Regular"출력합니다.)

 

Note
KBC 2009 건축구조기준 : 0306.4.4.2절 참조, 표 0306.4.5 참조

 

Note
층강성이 음(-)의 강성으로 계산(층간변위가 음(-)으로 나오는 경우) 테이블에서 보는 것처럼 "-"으로 출력한다.

테이블 출력방법은 아래와 같다.

1. Story Drift가 음수일 때 해당층의 Stiffness 는 "-" 출력(① 참조)
2. 0.7Ku1은 한층 위의 Stiffness가 "-"일 때 "-" 출력(② 참조)
3. 0.8Ku123 은 상부 3개층 중 하나라도 Stiffness 가 "-" 일때 "-" 출력(③ 참조)
4. Story Stiffness Ratio는 0.7Ku1과 0.8Ku123가 둘 다 "-" 일 때 "-" 출력(④ 참조)

 

 

Soft Stroy Ratio 계산 예

 

1) Load Case = EX, Story = 5F 인 경우

 

Story

Story Stiffness

RF

7F

6F

5F

16479.3

13870.4

11644.4

10011.2

 

Max(0.7 X 6F, 0.8 X (6F+7F+8F)/3) = 11198.43

∴ 10011.2 / 11198.43 = 0.893  < 1   

 

2) Load Case = EY, Story = 5F 인 경우

 

Story

Story Stiffness

8F

7F

6F

5F

10566.8

9490.5

8536.3

7937.8

 

Max(0.7 X 6F, 0.8 X (6F+7F+8F)/3) = 7624.96

∴ 7937.8 / 7624.96 = 1.04 >1