• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.237-249
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• 2002

현재 국내에서는 벽과 슬래브으로만 이루어진 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 사용되고 있다. 아파트 건물의 전단벽에는 기능적인 필요에 의하여 한 개 혹은 여러 개의 개구부가 존재할 수 있다. 이러한 개구부가 있는 전단벽의 해석에 대해서 기존에 많은 연구가 수행되어 왔으나, 적용하는데 많은 해석시간과 컴퓨터 메모리가 필요하는 등 여러 가지 제한점 때문에 실제 해석 및 설계에는 별로 적용되지 못하고 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존 연구의 제한점들을 개선하여 개구부 크기, 위치 및 개수에 관계없이 적용할 수 있는 해석 방법을 제안하였다. 개구부가 있는 전단벽을 정확하게 해석하기 위해서는 전단벽을 평면응력요소로 세분화하여 모형화하는 것이 필요하다. 그러나 아파트 건물 전체를 평면응력요소로 세분하여 모형화하는 것은 상당한 해석시간과 컴퓨터 메모리가 소요되므로 실무에 적용하기에는 어려운 점이 많다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하고자 슈퍼요소와 행렬응축기법, 그리고 가상보를 사용한 해석기법을 제안하였다. 제안된 해석기법의 효용성을 검증하기 위하여 다양한 크기와 위치의 개구부가 있는 예제구조물을 선택하여 정적 및 동적해석을 수행하였다. 예제해석 결과 제안된 해석기법은 소요되는 해석시간과 컴퓨터 메모리를 대폭 줄이면서도 세분모델과 비슷한 정확성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.547-554
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• 2016

본 논문에서는 개구부가 있는 철근콘크리트 전단벽의 전단강도를 산정하기 위해 수정압축장 이론에 기반을 둔 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 철근콘크리트 전단벽의 전단강도에서 개구부의 영향을 분석하기 위해 개구부 주변 정착길이 내 철근들에 대한 철근비를 해석 모델에서 감소시켰으며, 비선형 유한요소해석은 기존 문헌에 제시된 시험 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 실험 결과와의 비교를 통해 개구부 주변 철근들의 정착길이를 고려한 비선형 유한요소해석의 경우 철근콘크리트 전단벽의 전단강도 예측에 있어 개구부의 영향을 잘 반영한 것으로 나타났다. 이에 반해, 현행 설계기준들은 전단강도를 합리적으로 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 본 논문은 향후 기존 철근콘크리트 전단벽에 개구부를 설치하는 경우, 전단벽의 합리적인 전단강도 예측에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.351-365
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• 2002

현재 국내에서는 벽체와 바닥판으로만 구성된 벽식 구조형식의 아파트 건물이 많이 사용되고 있다. 또한 청력에 대한 저항이 뛰어나기 때문에 전단벽 코어를 갖는 입체골조구조물이 고층 빌딩의 구조시스템으로 자주 이용된다. 기능적인 이유로 인해 이러한 구조물들의 전단벽에는 하나 또는 여러 개의 개구부가 발생하게 된다. 개구부가 있는 전단벽을 정확하게 해석하기 위해서는 여러 개의 유한요소를 사용하여 구조물을 세분모형화하는 것이 필요하다. 그러나, 전체 구조물을 유한요소로 세분하여 모형화하는 것은 막대한 해석시간과 컴퓨터 메모리를 소요하게 된다. 개구부의 수, 크기, 위치에 상관없이 적용할 수 있는 효율적인 해석기법이 본 논문에서 제안되었다. 제안된 해석기법에서는 슈퍼요소와 부분구조, 행렬응축, 가상보 등을 이용하였고 제안된 해석기법의 효율성을 검증하기 위해 벽식구조물과 전단벽 코어를 갖는 입체골조구조물의 3차원 해석이 수행되었다. 예제구조물의 해석을 통해 제안된 해석기법이 해석시간과 컴퓨터메모리를 크게 감소시키고, 정확한 해석결과를 얻을 수 있음이 확인되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.451-460
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• 2010

리모델링에는 여러 형태가 있을 수 있다. 그 중 건축주나 리모델링 수행자가 선호하는 방법이 두 개의 주거 공간을 하나로 만들어 평면 확장을 목표로 하는 세대 병합형 리모델링이다. 그러나 이러한 방법을 현재 국내에서 리모델링 대상이 되고 있는 벽식 구조의 아파트에 적용할 경우 주요 횡력 저항 요소인 전단벽에 큰 손상을 가하게 될 수 있다. 그러나 아직 이러한 주요 구조 부재인 철근콘크리트 전단벽에 개구부가 발생할 경우의 명확한 손상 정도를 정의 해주는 연구는 진행되고 있지 않은 실정이다. 현행 ACI 기준은 이러한 철근콘크리트 전단벽 내의 개구부에 대한 명확한 고려 방안을 제시하지 않고 있다. 반면 AIJ 기준은 철근콘크리트 전단벽 내부의 벽체에 대한 고려 방안으로 강도 저감률 $\gamma$를 제시하고 있다. 그러나 이 강도 저감률은 탄성 판 이론으로부터 제시된 것으로 철근콘크리트 부재에 있어서의 강도 저감률을 제대로 표현하지 못하고 있는 실정이다. 그러므로 이 연구에서는 AIJ에서 제시하고 있는 강도 저감률 $\gamma$에 대하여 현재까지 진행되었던 실험 결과에 대한 통계적 분석과 유한요소해석을 통한 변수 분석을 통해 개구부에 의한 강도 저감률에 대한 연구를 수행하였다. 통계적 분석 결과 현재 제시되어 있는 강도 저감률은 개구부의 벽체 면적에 대한 비율만을 변수로 설정하여 그 저감률이 실험 결과보다 크게 나타나고 있었다. 또한 개구부의 형상비를 면적과 통합적으로 고려하며 철근비에 대한 고려를 하지 못하는 것으로 나타났다. 이에, 기존의 실험 결과와 이를 토대로한 유한요소해석을 통한 변수분석을 수행하여 새로운 강도 저감률을 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.3-11
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• 2008

현재 국내에서 건설되고 있는 대부분의 아파트는 철근콘크리트 전단벽과 바닥슬래브만으로 구성된 순수벽식구조 형태를 이용하고 있다. 이러한 벽식 구조 아파트에 대한 리모델링시 개구부 설치는 필연적이며 개구부 설치치 벽체의 거동은 매우 복잡하며, 연결부재인 보와 슬래브 같은 부재에 많은 영향을 받는다. 본 연구에서는 개구부가 있는 전단벽에 대해 횡하중 실험을 실시하였다. 실험체는 1980년대에 지어진 벽식 구조아파트를 대상으로 1/2축소 실험체를 제작하였다. 개구부의 면적 및 연결 슬래브의 위험단면은 기존 연구를 참고하여 결정하였다. 실험 결과 개구부 설치에 따른 내력 감소가 나타났으며, 연결 슬래브의 응력은 전단면에 대하여 균일하게 작용하지 않았다. 전단벽체와 커플링 작용을 하는 슬래브의 유효폭 및 위험단면은 기존 연구와 비교하여 큰 차이점을 나타냈으며, 국내의 아파트에 적용하기에는 다소 과소평가되고 있는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.29-32
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• 2008

리모델링은 친환경적 접근 방법으로써 현재 수요가 증가하고 있는 추세이다. 리모델링 사업시 구조 부재를 동반한다. 그러므로 리모델링시에 구조적인 안정성을 확보하기 위해서는 적절한 보강 방법이 요구된다. 이 연구의 목적은 전단벽에 개구부가 발생하였을 경우 Passive 보강 방식과 Active 보강 방식을 이용하였을 때의 거동 특성을 파악하는 것이다. Passive 보강 방식은 CFS나 강판 등을 부착하여 손상 부재를 보강하는 방식이고, Active 보강 방식은 프리스트레싱을 이용한 균열 제어를 통해 보강력을 도입하는 방식이다. 실험 결과 각 실험체들은 전단 파괴 형태를 보여주었고 두 가지의 다른 보강 방식은 강도나 연성에 있어서 다른 결과를 보여주었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.47-56
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• 2011

일반적으로 전단벽은 횡력저항 요소로서 널리 이용되고 있다. 대부분의 전단벽 구조물은 통로의 목적으로 개구부를 필요로 하게 되고 전단벽들 사이가 슬래브나 연결보로 연결된 병렬전단벽의 형태를 띠게 된다. 본 연구에서는 병렬전단벽 구조물의 연결보 중앙부에 LRB(Lead Rubber Bearing)를 도입하였고 이 시스템의 풍응답 저감성능을 검토하였다. 제안된 방법의 효과를 살펴보기 위하여 20층 및 30층 예제구조물을 구성하였고 인공풍하중을 작성하여 경계비선형 시간이력해석을 수행하였다. 제안된 방법이 풍하중을 받는 고층 병렬전단벽 구조물의 사용성 향상에 도움을 줄 수 있는지 평가하기 위하여 일본 진동성능평가기준을 적용하여 보았다. 해석결과 본 논문에서 제안하는 LRB를 사용하여 병렬전단벽을 연결하는 방식이 풍응답 제어성능 개선에 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.37-40
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• 2008

세대병합형 리모델링의 경우 벽체의 개구부의 형성이 필수적이다. 그리하여 선행연구를 바탕으로 23%의 개구부면적을 가질 경우 큰 강성의 저하나 강도의 저하가 없다는 판단 아래, 인방보의 형태가 다른 세 실험체를 계획하여 횡력 가력 실험을 실시하였다. 슬래브를 인방보로 가지는 CW-RS는 형상비의 증가에 따른 휨파괴가 지배적이었고, CW-RBS와 CW-CS의 경우 인방보의 모멘트 분담에 의해 벽판의 전단 파괴 현상이 지배적이었다. 인방보의 면적에 따라 강도와 강성의 감소율이 영향을 받았으며 개구부의 형태가 결정하는 인방보와 벽체와의 접합 면적이 벽체의 거동을 지배한다고 생각된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집(I)
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• pp.102-105
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• 2006

Nowadays, increase of demands on efficient utilization of resources while construction process stimulates structural engineers to select remodeling to improve old buildings. To analyze the effects of openings that may be installed in the course of remodeling old buildings, an experimental research was carried out using four approximately half scale of specimens subjected to constant axial forces, and cyclic loading to simulate seismic conditions. Consequently, the existence of opening was verified to induce different observed damages, which caused by reduction of compression strut support formed on the surface of wall. Especially, the maximum force was revealed to decrease approximately 35% as openings were existed. As this tendency was appeared with stiffness and energy dissipation capacity.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1-9
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• 2010

대부분의 전단벽 구조물은 통로의 목적으로 개구부를 필요로 하게 되고 전단벽들 사이가 슬래브나 연결보로 연결된 병렬 전단벽의 형태를 띠게 된다. 이러한 구조물에 지진하중이 작용할 때 연결보에 과도한 전단력이 작용하여 연결보가 취성적으로 파괴되거나 전단벽이 먼저 항복하는 문제점이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 연결보에 감쇠장치를 설치하게 되면 구조물의 진동제어효과와 더불어 연결보의 응력집중 및 취성적 파괴를 막을 수 있어서 내진성능 향상을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 병렬전단벽 연결보 중앙부에 LRB (Lead Rubber Bearing)가 설치된 구조물의 지진응답제어효과 및 응력의 분포를 평가하여 구조적 효율성을 확인하고자 한다. 이를 위하여 병렬전단벽의 거동을 비교적 정확하게 모사할 수 있는 모형화 방법을 제안하였고, 제안된 모형화 방법을 통하여 지진하중을 받는 예제 병렬구조물에 대한 시간이력해석을 수행한 후 지진응답제어성능을 검토하였다.