Stability Analysis of Concrete Shear Wall System with Opening

개구부를 갖는 전단벽의 안정해석

A concrete shear wall system is commonly adopted in high-rise residential apartment buildings. In the construction stage, a rectangular opening is often made for the convenience of horizontal movement of workers, and construction materials and equipment. In the case of safety or stability assessment of a shear wall, the cutout part can be a critical factor. Finite element method is adopted to investigate the elastic stability behavior of the perforated unit shear wall. The key analysis parameters are the cutout location and its size. The effect of out-of-plane bending and horizontal shear are also examined in the stability analysis.

철근콘크리트조 고층아파트의 경우 흔히 전단벽식 구조시스템을 채택하게 된다. 이때에는 작업자의 이동과 재료나 장비의 수평 운반 편의상 세대간의 내력벽에 직 4각형 형태의 개구부를 설치할 때가 많다. 이와 같은 개구부는 화재등의 재난시에 신속한 대피용 통로로 이용하도록 하는 경우도 있다. 전단벽의 개구부는 구조체의 안전이나 안정을 위협하는 중요한 요소로 될 수 있으므로 설계시나 안전검토에서 반드시 검토해야할 사항이다. 이번 연구는 개구부를 갖는 직 4각형 전단벽의 탄성안정에 관한 것이다. 연구에서는 유한 요소법을 이용하였고 수치해석의 중요 변수는 개구부의 위치와 크기이다. 또한 연직 하중에 의한 균등 압축응력은 물론 휨 모멘트에 의한 응력 및 수평 전단력이 판의 임계응력에 미치는 영향도 검토하였다. 끝으로 비재하면의 구속이 전단벽의 안정성에 미치는 영향도 검토하였다.