Abstract
Most of the columns in centrally braced steel frame buildings are usually designed as the gravity columns to reduce connection cost. For a rational seismic performance evaluation of centrally braced steel frame buildings, it is important to properly incorporate in the analysis the P-${\Delta}$ effects arising from the gravity columns. An effective scheme for the P-${\Delta}$ effects modeling due to the gravity columns was illustrated based on the concept of fictitious leaning column. Seismic performance evaluation of inverted V braced steel frames with or without P-${\Delta}$ effects modeling was conducted by following the FEMA 273 NSP (Nonlinear Static Procedure). The problem in estimating dynamic P-${\Delta}$ modification factor (C3) in FEMA 273 was discussed. The results of this study indicated that the P-${\Delta}$ effects should be included in the seismic performance evaluation of centrally braced steel frames. This study also showed that the inverted V braced frames, retrofitted by applying the tie bars to redistribute the inelastic demand over the height of the building, exhibit significantly improved seismic performance.
철골 중심가새골조의 경우 접합비용의 절감을 위해 가새가 설치된 스팬을 제외한 기둥들은 통상 중력기둥으로 설계된다. 따라서 중력기둥이 미치는 P-${\Delta}$ 효과를 내진성능 평가에 적절히 반영할 필요가 있다. 본 연구에서는 철골 중심가새골조의 중력기둥이 유발하는 P-${\Delta}$ 효과를 가상의 의지기둥(leaning column) 개념에 의해 간편하게 모델링할 수 있는 해석기법을 예시하였다. 역V형 가새골조를 사례로 하여 FEMA 273의 비선형정적해석법에 의한 내진성능평가를 수행하고 동적 P-Δ 증폭계수 적용에 있어서의 문제점을 지적하였다. 본 연구의 결과에 의할 때 P-${\Delta}$ 효과는 중심가새골조의 내진성능평가에 무시할 수 없는 영향이 있는 것으로 밝혀졌다. 아울러 기존연구에서 제시된 인장보강재에 의한 역V형 가새골조의 보강법은 내진성능향상에 매우 효과적임을 확인하였다.
