Abstract
This paper describes an analytical study on seismic performance of domestic reinforced concrete (RC) school building not designed by seismic provision. The seismic index and the seismic performance of the building were evaluated through Japanese standard and Midas Gen, respectively. Seismic index (Is) of the RC school buildings in the X-direction is below 0.4. Based on the seismic index, for seismic-strengthening the building, infill shear wall or steel brace with a capacity of 1,300 kN was used. According to nonlinear static analysis results, the contribution of the seismic-strengthening to the shear resistance of the school building was measured to be greater than 30%. However, as expected, shear strength of school building strengthened with infill wall dropt rapidly after peak load and much narrower ductile behavior range was observed compared to steel brace strengthened building. Also, the building strengthened with steel brace showed 30% larger spectral displacement than that strengthened with infill shear wall. In nonlinear dynamic analysis, for the time history analysis, the maximum displacement showed tendency to decrease as amount of reinforcement increased, regardless of strengthening method. It was recommended that variable soil properties and earthquake record should be considered for improving seismic performance of buildings in seismic zone.
본 논문은 내진설계규정이 적용되지 않은 국내 철근콘크리트 학교 건물에 관한 해석적 연구이다. 일본의 내진진단과 비선형 정적 및 동적 해석을 통하여 대상 건축물의 내진 성능을 평가하였다. 일본의 내진진단 방법에 기초하여 철근 콘크리트 학교 건물의 부족한 내진 성능을 파악하였다. 또한, 횡하중을 받는 학교 건물의 내진거동이 해석적으로 평가되었다. 건축물의 내진 보강을 위하여 1,300kN의 내력을 받는 전단벽과 K형 가새골조가 사용되었다. 비선형 정적해석 결과, 보강에 의한 전단내력은 보강 전에 비하여 30%이상의 향상을 보이는 것으로 나타났으며, 전단벽 보강 시 최대 하중 이후에서 가새골조 보강에 비해 큰 강성저하를 나타내었다. 또한, 성능점 산정 결과에서 가새골조로 보강된 건축물이 전단벽으로 보강된 건축물에 비해 30% 이상의 변형능력을 보였다. 한편 비선형 동적해석의 시간이력해석 결과에서는 가새골조와 전단벽에 의해 보강된 건축물의 최대 변위가 보강량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구는 이 외에도 지진 지역에서의 건축물의 내진성능 향상을 위해 다양한 지반 조건과 지진파를 고려되어야 한다고 판단된다.
