강도설계용 풍하중 평가를 위한 재현기간과 기본풍속지도의 제안

Abstract

현재 건축물의 내풍설계 시의 강도설계용 풍하중은 재현기간 100년에 해당하는 기본풍속에 의해 구한 풍하중에 KBC2016의 하중조합 편에서 제시하고 있는 풍하중계수 1.3을 곱하여 산정하고 있다. KBC2016에서 규정하고 있는 풍하중계수 1.3은 우리나라의 상황을 고려하여 풍하중을 구성하는 주요한 요소들에 대한 자료를 수집한 후 그것을 확률통계적 해석 또는 경험적 해석을 실시하여 정한 값은 아니고 그 결정 근거가 불명확하다. 본 연구에서는 1973년부터 2012년까지 최근 40년간의 년최대풍속 자료가 있는 69개지역의 기상자료를 사용하여 확률통계적 방법과 경험적 방법으로 풍하중계수를 산정하고, 두 결과를 비교한 뒤 우리나라의 특성에 맞는 풍하중계수를 제시하였다. 해석결과에 따르면 확률적 방법과 경험적 방법으로 평가한 풍하중계수 값은 거의 같았다. 신뢰성지표 2.5를 목표성능으로 하면 풍하중계수는 약 1.35이고, 신뢰성지표 3.0을 목표성능으로 하면 풍하중계수는 약 1.46로서 KBC2016의 1.3보다 큰 값을 나타냈다. 따라서 KBC2016의 풍하중계수 값이 과소평가되어 있기 때문에 기상관측자료에 근거하여 본 연구에서 제시한 풍하중계수에 의하여 강도설계용 기대풍속을 수정해야해 할 것이다. 이에 본 연구에서는 이 풍하중계수와 중요도계수(재현기간환산계수)의 관계로부터 강도설계용 재현기간을 산정하고, 추정한 강도설계용 재현기간에 상응하는 전국의 기대풍속을 제시하였다. 우리나라의 경우 강도설계용 풍하중의 재현기간은 신뢰성지표 2.5를 목표성능으로 할 때는 500년, 신뢰성지표 3.0를 목표성능으로 할 때는 800년으로 해야 하는 사실을 알 수 있었다. 편의를 위하여 재현기간 500년 일 때의 강도설계용 기본풍속지도를 작성하여 제시하였다. 이 기본풍속지도를 사용하여 평가한 풍하중은 강도설계용에 해당하므로 풍하중계수는 별도로 고려할 필요가 없다.