Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection (한국구조물진단유지관리공학회 논문집)

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (한국구조물진단유지관리공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

An Evaluation of Progressive Collapse Resisting Capacity of RC Structure Using Static and Dynamic Analysis

정적 및 동적 해석을 이용한 철근콘크리트 건물의 연쇄붕괴 저항성능 평가

  • Received : 2010.07.05
  • Accepted : 2010.09.30
  • Published : 2010.11.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Progressive collapse is defined as a collapse caused by sectional destruction of a structural member which links to other surrounding structures. Currently the design guidelines for the prevention of progressive collapse is not available in Korea. So, structural engineers have a difficulty in evaluating progressive collapse. In this study, the static and dynamic analysis to evaluate the methods and procedures are conducted using commercial analysis program for RC moment resisting frames. According to the study, DCR value of RC moment resisting frame system based on code in Korea is over 2 and it shows that it can't provide alternate load paths due to the progressive collapse. And additional reinforcement should be considered for the progressive collapse resistance. As a result of vertical deflection and DCR value of linear static analysis and linear dynamic analysis, the results of dynamic analysis were underestimated more than the result of static analysis. Thus, the dynamic coefficient value of 2 provides conservative estimation.

연쇄붕괴는 구조부재의 국부적인 파괴가 주변부재로 이어지고 이 파괴가 또 다른 주변부재의 파괴로 이어지는 붕괴를 의미한다. 현재 국내에서는 연쇄붕괴 방지를 위한 설계지침이 마련되어 있지 않은 형편이다. 특히 구조설계 시 연쇄붕괴 저항성능의 평가를 할 필요가 있을 때 연쇄붕괴 방법 및 절차에 대한 기준이 없어 엔지니어들이 많은 어려움을 느끼고 있다. 따라서, 본 연구에서는 연쇄붕괴 저항성능평가에 가장 많이 사용되는 GSA 가이드라인을 이용하여 정적 및 동적해석에 의해 평가하는 방법 및 절차를 소개하고, 철근콘크리트 모멘트저항골조에 대해 연쇄붕괴 성능평가를 수행하여 각 해석방법에 의한 결과를 비교, 분석하였다. 연구의 결과 국내 설계기준에 의해 내진 설계된 해석모델의 철근콘크리트 모멘트저항골조 시스템은 DCR 값이 2를 초과하여 연쇄붕괴에 충분한 대체하중 경로를 제공하지 못하며, 연쇄붕괴를 고려하기 위해서는 추가적인 보강이 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한, 선형동적해석과 선형정적해석의 수직 처짐 및 DCR 값을 비교한 결과, 정적해석에 의한 평가결과보다 보수적인 결과를 나타내어 실용적인 방법으로서 현재 제안되고 있는 하중조합의 2배를 고려하는 동적계수를 고려한 선형정적해석의 사용이 가능할 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 고동우, 이한선, "필로티형 고층 RC건물의 비선형시간이력해석, 한국지진공학회 논문집 제13권 제1호(통권 제65호), 2009. 2, pp.35-43. https://doi.org/10.5000/EESK.2009.13.1.035
  2. 김진구, 김태완, "건물의 연쇄붕괴 방지를 위한 미국 GSA와 DoD 설계 가이드라인", 대한건축학회 학회지, Vol.51, No.8(2007-08), pp.16-20.
  3. 김진구, 김태완, 비선형동적해석 방법을 이용한 철골모멘트골조의 연쇄붕괴저항성능 평가, 대한건축학회논문집 구조계, 제23권 제5호(통권223호), 2007. 5, pp.81-90.
  4. 김한수, 초고층건물에서 연쇄붕괴 방지를 위한 요구수평하중, 대한건축학회 학술발표대회 논문집-구조계, 제26권 제1호, 2006, pp.45-48.
  5. 김한수, 최형근, 내진 설계된 철근콘크리트 건물의 연쇄붕괴 저항성능 평가, 대한건축학회논문집 구조계, 제24권 제2호 (통권232호), 2008. 2, pp.27-34.
  6. 김한수, 최형근, 아웃리거와 벨트 트러스가 고층 건물의 연쇄 붕괴 방지에 미치는 효과, 대한건축학회논문집 구조계, 제25권 제3호(통권245호), 2009. 3, pp.51-58.
  7. Adrian IOANI, Liviu CUCU, Călin MIRCER, "Assessment of the Potential for Progressive Collapse in RC Frames", Ovidius University Annals Series：Civil Engineering, Volume 1, Number 9, May 2007, pp. 29-36.
  8. David N. Bilow, "U.S. General Services Administration Progressive Collapse Design Guidelines Applied to Concrete Moment-Resisting Frame Buildings", 2004 ASCE Structures Congress, May 18-22, 2004, pp.1-27.
  9. DoD(2005), Unified Facilities Criteria(UFC)-Design of Building to Resist Progressive Collapse, Department of Defense, Washington, D. C.
  10. FEMA273(1997), NEHRP Guidelines for the Seismic Rehabilitation of Buildings, Fedral Emergency Management Agency, Washington, D. C.
  11. GSA(2003), Progressive Collapse Anaysis and Design Guidelines for New Federal Office Buildings and Major Modernization Project, The U.S. General Services Administration, Washington, D. C.
  12. HyunJin Kim, "Progressive Collapse Behavior of Reinforced Concrete Structure with Deficient Details", The University of Texas at Austin, August 2006.
  13. Midas Gen(2009). General Structure Design System for Windows.
  14. Nair, R.S., "Progressive Collapse Basics", Proceedings of AISC-SIDNY symposium on Resisting Blast and Progressive Collapse, AISC, New York, 2003.
  15. Shalva Marjanishvili, Elizabeth Agenw, "Comparison of Various Procedures for Progressive Collapse Analysis", Journal of Performance of Constructed Facilities, ASCE, November 2006, pp.365-374.
  16. Steven M. Baldridge and Francis K. Humay, Preventing Progressive Collapse in Concrete Buildings, Concrete International, November, 2003, pp.1-7.