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ETABS 모델링/하중/설계코드 레퍼런스
ETABS Reference 소개
이 ETABS 레퍼런스는 다층 건물 구조해석 및 설계의 업계 표준 소프트웨어인 CSI ETABS(Extended Three-Dimensional Analysis of Building Systems)의 검색 가능한 참조 가이드입니다. 모델링, 하중, 해석 설정, 해석 실행, 설계, 출력의 6개 워크플로우 카테고리를 다루며, 그리드 정의부터 최종 보고서 생성까지 일반적인 ETABS 프로젝트 순서에 맞게 구성되어 있습니다.
모델링 섹션에서는 그리드 시스템 정의(X/Y/Z 방향 간격), 층 데이터(층고, 유사층, 마스터층), 콘크리트(fck, Ec, 포아송비)/철골(Fy, Fu, Es)/철근(SD400) 재료 물성, 기둥/보/슬래브/벽체 단면 정의, 프레임/쉘 요소 그리기를 다룹니다. 하중 섹션에서는 자중을 포함한 고정하중, 용도별 활하중(사무실 2.5, 복도 5.0, 주차장 6.0 kN/m2), KDS 41 17 또는 ASCE 기반 자동 풍하중, 유효지반가속도와 반응수정계수를 적용한 지진하중, CQC 조합의 응답스펙트럼 함수, 극한/사용 상태 하중조합 정의를 포함합니다.
해석 기능으로는 강체 다이어프램 할당, 지진해석용 활하중 저감 질량원 정의, P-Delta 효과 설정, 질량 참여율 확인이 포함된 고유치 모달 해석, KDS 허용 한계(h/200) 기준 층간변위 검토, 층 전단력 플롯을 다룹니다. 설계 섹션에서는 KDS 14 20(KCI 2012) 기준 RC 프레임 설계, KDS 14 31(AISC 360) 기준 강구조 프레임 설계와 D/C 비율 검토, Pier/Spandrel 라벨링을 활용한 전단벽 설계를 포함합니다. 출력 도구로 Excel 내보내기, 자동 보고서 생성, 변형 형상 시각화, 임의 단면 절단력 조회가 있습니다.
주요 기능
- 모델링 워크플로우: 그리드 정의, 층 데이터, 재료 물성(콘크리트/철골/철근), 단면 정의
- 하중 참조: 고정/활/풍하중(KDS 41 17)/지진하중, 응답스펙트럼 함수, 하중조합
- 해석 설정: 강체 다이어프램 할당, 활하중 저감 질량원, P-Delta 설정
- 고유치 해석 가이드: 모드 수 권장(층수x3), 질량 참여율 90% 이상 확인
- KDS 허용 한계(h/200) 기준 층간변위비 검증과 방향별 비교
- KDS 14 20 기준 RC 프레임, KDS 14 31(AISC 360) 기준 강구조 프레임 설계와 D/C 비율 검토
- Pier/Spandrel 라벨링과 축력-모멘트 상관도를 활용한 전단벽 설계
- 출력 도구: Excel 테이블 내보내기, 변형 형상 시각화, 단면 절단력, 보고서 생성
자주 묻는 질문
ETABS에서 그리드 시스템은 어떻게 설정하나요?
Define > Coord Systems/Grids에서 X방향 그리드(예: A, B, C, 8m 간격), Y방향 그리드(예: 1, 2, 3, 6m 간격), Z방향 층고(예: 기준층 3.5m)를 설정합니다. Story Data에서 로비층(4.5m), 기준층(3.5m), 옥탑층(3.0m) 등 층 정보를 정의합니다. Similar Stories를 활용하면 반복되는 기준층을 일괄 정의할 수 있습니다.
ETABS에서 한국 기준 지진하중은 어떻게 정의하나요?
Define > Load Patterns에서 Seismic 유형을 선택하고 Auto Lateral Load를 KDS 41 17로 설정합니다. 유효지반가속도(서울 지역 S=0.22g), 지반종류(S3), 반응수정계수(특수 모멘트 골조 R=5), 중요도계수(필수시설 I=1.2)를 입력합니다. 응답스펙트럼 해석은 Define > Functions > Response Spectrum에서 감쇠비 5%, CQC 조합법으로 설계스펙트럼 함수를 정의합니다.
질량 참여율이란 무엇이고 모드 수는 몇 개가 필요한가요?
질량 참여율은 해석된 모드가 건물 전체 질량의 얼마나 많은 부분을 포착하는지 나타냅니다. KDS 41 17에 따라 수평 각 방향에서 누적 질량 참여율이 최소 90% 이상이어야 합니다. 경험적으로 최소 층수의 3배 이상을 모드 수로 사용합니다. 모달 해석 결과에서 90% 기준 충족 여부를 확인하세요.
ETABS에서 층간변위비는 어떻게 확인하나요?
해석 실행 후 Display > Tables > Story Drifts에서 확인합니다. KDS 기준 허용 층간변위비는 h/200(h는 층고)입니다. 각 지진하중 조합별로 X방향과 Y방향 변위비를 개별 확인합니다. 최대 변위가 발생하는 층과 방향을 파악하여 강성 보강 필요 여부를 판단합니다. Story Response Plots으로 전층 변위 분포를 시각화할 수 있습니다.
ETABS에서 RC 설계와 강구조 설계의 차이는 무엇인가요?
RC 프레임 설계(Design > Concrete Frame > Start Design)는 KDS 14 20(KCI 2012) 코드를 사용하여 기둥의 축력-모멘트 상관도와 보의 휨/전단 철근량을 검토합니다. 강구조 프레임 설계(Design > Steel Frame > Start Design)는 KDS 14 31(AISC 360)을 사용하여 인장, 압축, 휨, 전단, 세장비(KL/r)를 검토합니다. 둘 다 수요/용량(D/C) 비율이 1.0 미만이어야 합니다.
강체 다이어프램은 어떻게 할당하고 왜 중요한가요?
Assign > Shell > Diaphragms에서 각 층 슬래브에 Rigid Diaphragm을 할당합니다. 이는 해당 층의 모든 절점이 3자유도(UX, UY, RZ)로 강체 거동하도록 구속하며, 질량 중심에 마스터 조인트가 자동 생성됩니다. 강체 다이어프램은 건물 구조의 지진 및 풍하중 해석에서 횡력의 올바른 분배를 위해 필수적입니다.
ETABS에서 P-Delta 해석은 어떻게 활성화하나요?
Analyze > Set Analysis Options에서 P-Delta를 활성화합니다. P-Delta 하중조합을 정의하는데, 보통 1.0D + 0.5L(지진 시 작용하는 중력하중)을 사용합니다. 최소 2회 반복과 수렴 허용오차 0.01을 설정합니다. P-Delta는 횡방향으로 변위된 구조물에 중력하중이 작용하여 발생하는 2차 효과를 고려하며, 고층 건물에서 부재력을 10~20% 증가시킬 수 있습니다.
ETABS 결과를 Excel로 어떻게 내보내나요?
File > Export > Tables to Excel에서 특정 결과 테이블을 선택할 수 있습니다. Joint Reactions(기초 반력), Frame Forces(부재력), Story Drifts(층간변위), Design Results(철근량 또는 D/C 비율) 등을 내보낼 수 있습니다. 공식 납품물에는 File > Report Setup으로 모델 정보, 하중, 해석 결과가 포함된 자동 보고서를 구조계산서 템플릿을 활용하여 Word 또는 PDF 형식으로 생성할 수 있습니다.