Structural Behavior Evaluation of NRC Beam-Column Connections

NRC 보-기둥 접합부의 구조적 거동 평가

In this study, details of NRC beam-column connections were developed in which beam and columns pre-assembled in factories using steel angles were bolted on site. The developed joint details are NRC-J type and NRC-JD type. NRC-J type is a method of tensile joining with TS bolts to the side and lower surfaces of the side plate of the NRC column and the end plate of the NRC beam. NRC-JD type has a rigid joint with high-strength bolts between the NRC beam and the side of the NRC column for shear, and with lap splices of reinforcing bar penetrating the joint and the beam main reinforcement for bending. For the seismic performance evaluation of the joint, three specimens were tested: an NRC-J specimen and NRC-JD specimen with NRC beam-column joint details, and an RC-J specimen with RC beam-column joint detail. As a result of the repeated lateral load test, the final failure mode of all specimens was the bending fracture of the beam at the beam-column interface. Compared to the RC-J specimen, the maximum strength of the specimen by the positive force was 10.1% and 29.6% higher in the NRC-J specimen and the NRC-JD specimen, respectively. Both NRC joint details were evaluated to secure ductility of 0.03 rad or more, the minimum total inter-story displacement angle required for the composite intermediate moment frame according to the KDS standard (KDS 41 31 00). At the slope by relative storey displacemet of 5.7%, the NRC-J specimen and the NRC-JD specimen had about 34.8% and 61.1% greater cumulative energy dissipation capacity than the RC specimen. The experimental strength of the NRC beam-column connection was evaluated to be 30% to 53% greater than the theoretical strength according to the KDS standard formula, and the standard formula evaluated the joint performance as a safety side.

본 연구에서는 공장에서 L형강을 이용하여 선조립한 NRC 보와 NRC 기둥을 현장에서 볼트 조립하는 NRC 보-기둥접합부 상세를 개발하였다. 개발된 접합부 상세는 NRC-J형과 NRC-JD형이다. NRC-J형은 NRC 기둥 측면의 강재 플레이트와 NRC 보의 엔드플레이트의 측면과 하부면에 TS볼트로 인장접합하는 방식이다. NRC-JD형은 전단에 대해서 NRC 보와 NRC 기둥의 측면을 고력볼트접합하고, 휨에 대해서 접합부를 관통하는 철근연결재와 보의 보강재를 겹침이음하도록하는 강접합 방식이다. 접합부 내진성능평가를 위하여, 두 가지 NRC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 NRC-J 실험체, NRC-JD 실험체와 RC 보-기둥 접합부 상세를 가지는 RC-J 실험체 등 3개의 실험체를 제작하였다. 반복횡하중가력 실험결과, 모든 실험체의 최종 파괴형상은 보-기둥 접합면에서 보의 휨파괴로 나타났다. 정가력에 의한 실험체 최대내력은 RC-J 실험체에 비하여 NRC-J 실험체와 NRC-JD 실험체가 각각 10.1%, 29.6% 크게 나타났다. 두가지 NRC 접합부 상세 모두 KDS 기준(KDS 41 3100)의 합성중간모멘트골조 모멘트접합부에서 요구되는 최소 총층간변위각 0.03 rad 이상의 연성능력을 확보는 것으로 평가되었다. 부재각 5.7%에서 NRC-J실험체, NRC-JD 실험체가 RC실험체에 비해 약 34.8%, 61.1% 큰 누적 에너지 소산능력을 보유하고 있었다. NRC 보-기둥 접합부의 실험내력이 KDS 기준식에 의한 이론내력에 비하여 30%~53% 큰 것으로 평가되어, 기준식이 보유성능을 안전측으로 평가하였다.