설계응답가속도스펙트럼 그래프 그리는 방법

건축+구조기준+2016.pdf

8.73MB

KBC2016 기준으로 설계응답가속도스펙트럼 그래프 그리는 방법에 대해 알아보겠습니다. 위 파일 83p부터 있는 내용입니다. 틀린 내용 지적 부탁드립니다.

 

 

1. 지진구역 및 지진구역계수

지진구역을 설정해줍니다. 서울을 예로 들어보면 지진구역계수는 0.22g입니다.

 

2. 지반 분류

경암 지반부터 연약한 토사 지반까지 정의되어 있습니다.

 

3. 지반분류의 기준면

지반 분류의 기준면을 정합니다.

 

4. 설계스펙트럼가속도

식 (0306.3.1), (0306.3.2)를 이용해 Sds와 Sd1을 구해야 합니다. 각각에 맞는 지반에 맞게 Fa와 Fv를 구합니다. <표 0306.3.3> 지반종류에서 S는 Ss입니다. 해상도가 낮아서 깨져 보이네요.

Ss는 설계스펙트럼 가속도 산정식(0306.3.1)에 적용된 S를 2.5배 한 값이다. 이 뜻은 S가 지진구역계수를 뜻하는 것 같습니다.

 

지진구역계수를 <표 0306.3.1> 대신 지도를 사용해도 구할 수 있습니다. 

 

5. 설계스펙트럼가속도 작성

지역과 지반을 설정해 Fv와 Fa를 구하면 Sds와 Sd1을 구할 수 있습니다. 위에 식을 사용해서 설계스펙트럼가속도 그래프를 직접 그릴 수 있습니다.

 

예시

변수

서울지역 S = 0.22

지반종류 : SA (경암 지반)

단주기 지반증폭계수 Fa = 0.8

1초 주기 지반증폭계수 Fv = 0.8

위 값을 예시로 그래프를 그려보겠습니다.

 

파이썬 코드

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 주어진 값
S = 0.22
Fa = 0.8
Fv = 0.8

Sds = (S * 2.5 * Fa * 2) / 3
Sd1 = (S * Fv * 2) / 3
T0 = (0.2 * Sd1) / Sds
Ts = Sd1 / Sds

# T 범위 설정
T_values = np.linspace(0, 3, 400)

# 각 T에 대한 Sa 계산
Sa_values = []
for T in T_values:
    if T <= T0:
        Sa = (0.6 * Sds * T) / T0 + 0.4 * Sds
    elif T0 < T <= Ts:
        Sa = Sds
    else:
        Sa = Sd1 / T
    Sa_values.append(Sa)

# 그래프 생성
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(T_values, Sa_values, '-b', label='Sa vs. T')
plt.xlabel('Period (T) seconds')
plt.ylabel('Acceleration (Sa)')
plt.title('Acceleration (Sa) vs. Period (T)')
plt.grid(True)
plt.legend()
plt.show()