A Study on the Ground Input Motion for Seismic Analysis of Structures

구조물의 내진 해석을 위한 지반 입력운동의 산정에 관한 연구

The ground input motions used for seismic analysis of structures are studied in this paper, The one-dimensional wave propagation theory, the simple transfer function by Elsabee and Morray, and the finite element method that can account for the effect of scattering field, respectively, are used to get the ground input motions, and the results by these methods are compared among others. The responses of structures are also computed by both finite element analysis and elastic half space analysis, using the ground input motions obtained by the different methods mentioned above, and the computed results are analyzed. In addition, the parameteric study Is performed to analyze the effect of the increase of soil stiffness on the response of structures, and on that of the ground input motions. The responses of structures obtained are compared with the results obtained using the Building Code on seismic analysis for structures in Korea. The results of this study show that the ground input motions obtained without considering the effect of scattering field was 2 times larger than those with scattering effect, concluding that the effect of scattering field may not be ignored when obtains the ground input motion.

본 연구에서는 구조물의 내진해석에 사용되는 입력운동을 1차원 파전파이론, Elsabee-Morray의 이론, 유한 요소이론을 이용하여 산출하여 상호비교 검토하였고 산정된 입력운동을 이용해서 구조 물의 응답을 유한요소 해석과 반무한체 해석을 이용하여 산정해서 역시 비교 검토하였다. 지반의 강성증가에 따른 입력운동과 구조물 응답의 변화를 고찰하기 위하여 Parametric Study를 수행하였으며 산출된 여러 이론들에 따른 구조물 응답결과를 내진규준에 따라서 산출된 구조물 응답과 비교하였다. 해석 결과는 Scattering Field 효과를 고려하지 않은채 산출된 입력운동이 Scattering Field 효과를 고려하여 얻어진 입력운동보다 약 2배 정도 크게 산출되어 결과적으로 입력운동의 차이에 따른 구조물응답이 상당한 차이를 보여 내진 설계시 이 효과를 무시할 수 없을 정도로 큼을 알 수 있었다.