8.2.3 진동해석
한국에서 건설된 4동(Type A-D) 및 앞장에서 언급한 설계사례인 「한국 모델하우스01」 의 2층 바닥에 바닥난방 설치를 상정한 건물을 해석 모델의 대상으로 하였다. 이들 해석 모델을 아래 그림과 같이 제시한다. 모두 2층 중목구조공법으로 연면적은110㎡~150㎡ 정도이다. 1층의 수평내력 충족률은 1.6~2.0 정도이다. 또한 어느쪽 모델에도 2층 바닥에 바닥난방 설비(습식)가 설치되어 있다(한국 모델하우스01에서는 설치를 상정했다). 해석은 WallStat를 이용해 실시하였다. 입력 지진동은 작성한 「재현주기1000년의 지진」(L1)、「재현주기2400년의 지진」(L2), 일본의 고시파 희소지진(BCJ-L1) 및 매우 희소한 지진(BCJ-L2)으로 하였다. 진동해석 결과의 일람 표를 표 8.15〜8.19에 나타낸 것 같다.
Type A, B, C, D는 1층의 층높이가 2.8m이므로 한국의 설계기준으로 허용층간 변위는 56㎜(=2800㎜×1/50rad)이다. 한국 모델하우스01은 1층의 층 높이는 2.7m 및 2층의 층 높이는 2.457m로 한국의 설계기준으로는 1층의 허용층간 변위는 54㎜(=2700㎜×1/50rad), 2층의 허용층간 변위는 49㎜(=2457㎜×1/50rad)이다.
「재현주기1000년의 지진」(L1)을 입력했을 때의 층간변위는 Type A, C, D에서는 허용층간변위 이하였다.
일본의 설계기준으로 Type A, B, C, D의 허용층간 변위는 18.6㎜(=2800㎜×1/150rad). 한국모델하우스01의 1층 허용층간 변위는 18㎜(=2700㎜×1/150rad), 2층 허용층간변위는 16㎜(=2457㎜×1/150rad)이다. 희소지진(BCJ-L1)을 입력했을 때의 층간 변위를 보면 Type A, C, D에서는 허용층간 변위 이하였다. 그 밖의 모델도 수평내력 충족률에서 2정도 이상 있는 상태에서 허용층간 변위에 가까운 층간변위가 있는 점, 수평내력 충족률에서 1.6정도(1층×방향)인 Type B와 한국 모델하우스 01에서도 허용층간 변위를 초과한 것은 2층 바닥에 바닥난방 설비가 설치된 영향으로 인해 지진력이 컸기 때문이라고 판단된다. /나무신문
이 연재는 일본목재수출진흥협회가 최근 한국어로 발행한 <한국의 목구조 설계·시공자 대상, 중목구조▷설계와 시공 안내자료>를 순서에 따라 게재합니다. 나무신문 인터넷 ‘홈페이지 → 여론광장 → 자료실’에서 전문을 PDF 상태로 내려받을 수 있습니다. <편집자 주>