Seismic Performance Evaluation of a School Gymnasium Using Static Anlysis

정적해석에 의한 학교 체육관의 내진 성능 평가

The seismic responses of small-scale spatial frames such as school gymnasiums are usually evaluated using static analysis, although time-history analysis should be carried out to fully incorporate the dynamic responses of the structures against seismic motions. In this study, advanced static analysis procedures arc presented for school gymnasiums that will improve the performance evaluation against seismic motions. The seismic loads are approximated by equivalent static loads corresponding to the two performance levels; i.e., Levels 1 and 2 defined by the Japanese building standard. The importance of utilizing the eigenmode in the load pattern is discussed. Simple static analysis procedures are presented for evaluation of maximum vertical acceleration. It is shown that the static analysis for Level 2 input significantly underestimates the responses by dynamic analysis; however, the inelastic responses for Level 2 are shown to be successfully evaluated using the equivalent linearization that is similar to the $^{\circ}$Dmethod based on calculation of limit strength$^{\circ}{\pm}$ for building frames in Japan.

학교체육관과 같은 소규모 공간구조물의 지진응답은 본래 지진동에 대한 동적응답을 시각이력해석에 의해 검증해야 하지만 통상은 정적해석에 의해 평가하고 있다. 본 연구에서는 학교 체육관의 내진성능평가를 가능하게 하는 정적해석의 진행수순을 나타내기로 한다. 지진하중은 2개의 성능 레벨 즉, 일본의 건축기준법에 정의되어 있는 레벨 1과 2에 대응하는 등가인 정적하중으로 근사한다. 또한, 재하 패턴으로서 고유모드형을 사용하는 것에 대한 중요성을 논의하고, 정적해석의 간단한 순서에 의해 최대연직방향가속도를 평가할수 있는 것을 나타낸다. 아울러, 레벨 2의 입력에 의한 정적해석은 동적해석으로 얻어진 응답치를 과소평가하지만, 일본의 중층구조에 사용되는 "극한내력계산법"에 근사한 등가선형차 기법에 의해 레벨 2의 입력에 대한 탄소성응답이 가능하다는 것을 나타내고자 한다.