• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.261-273
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• 2011

최근에는 건축물의 대형화, 고층화라는 시대적인 흐름과 요구로 인해서 철골 구조의 수요가 급증하고 있다. 일반적인 철골 구조의 해석은 접합부를 강접합과 단순접합으로 가정하여 수행되고 있는데, 강접합(Fixed connection)의 경우에는 절점에 연결된 각 부재의 변형 전 상대적인 각도가 변형 후에도 그대로 유지된다고 가정하므로 접합부가 충분한 강성을 발휘하고 안정성을 확보하도록 패널존 부분에 스티프너로 보강을 한다. 하지만 인건비 상승과 함께 강접 접합부의 제작비가 과도해짐으로 경제성 측면에서 스티프너 보강을 생략한 접합부의 필요성이 증가하고 있다. 반면, 단순접합(Pinned connection)의 경우에는 단순보처럼 거동하여 보와 기둥 사이에 휨모멘트가 전달되지 않는다고 가정한다. 이는 공장제작이 간단하고, 시공이 간편한 장점이 있으나 접합부에서 모멘트를 전달할 수 없어서 구조적인 효율이 떨어지는 단점이 있다. 반강접의 도입은 단면치수 결정의 효율성을 증대하고, 현장에서의 부재조립 용이성, 골조 전체의 안전성 확보 등의 이점이 있어서 외국의 경우, 보-기둥 접합부의 실제적인 거동을 파악하기 위해서 계속적인 노력을 해왔고 그 결과를 규준에 적용하고 있다. 본 논문은 미국 AISC의 LRFD 설계규준을 참고하여 국내 강재를 적용한 반강접의 구조해석을 실시해서 각 강재에 대한 자료은행을 만들 것이고 이상화된 접합부의 구조해석 결과와 비교하여 경제성 측면, 단부 고정계수, 회전강성과 함께 반강접을 고려한 구조물의 설계 방안을 제시 하고자 한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.23-29
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• 2002

상부 벽식, 하부 골조로 이루어진 주상복합 건물은 주어진 대지 내에 여러 기능을 수용하기 위한 건물의 구조로서 대도시에서는 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 이러한 전이보 시스템은 구조시스템의 수직적 불연속성으로 인하여 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 현재 일반적으로 주상복합건물에 사용중인 춤이 깊은 전이보를 가진 구조시스템을 조사하고 아치 시스템으로 대체하기 위하여 기존의 전이보를 사용하였을 경우 발생하는 아치거동의 형태를 규정하고 이를 아치의 형태로 나타내어 전이보 시스템을 대체하였다. 전이보 시스템을 대체한 보다 효율적인 아치 시스템에 대한 여러 가지 고찰을 통해 아치 시스템의 적용성 여부를 판단하고, 이 시스템과 기존의 전이보 시스템을 중력방향 하중과 횡 방향 하중에 대하여 비교하였다. 전이보 시스템과 아치 시스템을 중력방향 하중과 횡 방향 하중에 대해 비교한 결과, 전이보 시스템이 가지고 있는 구조적인 문제점을 많이 감소시킬 수 있었다. 전이보 시스템을 대체할 아치 시스템은 아치 작용으로 인해 발생하는 전이보의 전단 거동에 대한 불확실성, 전이보 자체의 큰 강성으로 인하여 기둥 부분에 발생하는 추가 모멘트 벽 하단부에 발생하는 전단 응력 집중 현상 및 벽 하부 중앙과 전이보 중앙부의 비효율성 등과 같은 문제점을 감소시킬 수 있는 효율적인 시스템으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.69-77
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• 2003

본 연구는 8개의 RBS(reduced beam section) 내진 철골모멘트접합부의 실물대 실험결과를 요약한 것이다. 실험의 주요변수는 보 웨브 접합법 및 패널존 강도를 택하였다. 균형 패널존 시험체는 접합부의 내진성능을 감소시키지 않으면서, 보와 패널존이 함께 균형적으로 지진에너지를 소산시키도록 설계하여 값비싼 패널존 보강판(doubler plates)의 수요를 줄이고자 시도한 것이다. 보 웨브를 용접한 시험제는 모두 특별 연성모멘트골조에서 요구되는 접합부 회전능력을 충분히 발휘하였다. 반면 보 웨브를 볼트 접합한 시험체는 조기에 스캘럽을 가로지르는 취성파단이 발생하는 열등한 성능을 보였다. 보 그루브 용접부 자체의 취성파괴가 본 연구에서와 같이 양질의 용접에 의해 방지되면, 스켈럽 부근의 취성파단이 다음에 해결해야 할 문제로 대두되는 경향을 보인다. 보 웨브를 볼팅한 경우에 접합부 취성파단의 빈도가 월등히 높은 이유를 실험 및 해석결과를 토대로 제시하였다. 측정된 변형도 데이터에 의할 때, 접합부의 전단력 전달메카니즘은 흔히 가정하는 고전 휨이론에 의한 예측과 전혀 다르다. 이는 전통적 보 웨브 설계법을 재검토할 필요가 있음을 시사하는 것이다. 아울러, 접합부에서 요구되는 바람직한 거동기준을 제시하고 이를 근거로 균형 패널존의 강도범위에 대한 예비적 추정치를 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.109-118
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• 1999

국내에서는 1988년부터 내진 규준이 시행되었으며, 따라서 그 이전에 지어진 저층 철근콘크리트 건물들은 내진 규준이 적용되지 않고 단지 축하중만을 고려하여 설계되었다. 그러므로 약한 지진이 발생하여도 이러한 건물들은 심한 피해를 입을 수 있다. 본 논문에서는, 내진 규준이 시행되기 이전에 지어진 비내진 저층 철근콘크리트 모멘트 저항 골조의 지진 발생시 거동과 피해를 알아보기 위하여, 실제 존재하는 비내진 건물 중 3층 철근콘크리트 라멘조 공공청사 건물의 외부 적합부를 교차보가 있는 것과 없는 것의 2종류를 1/2의 실물크기로 제작하고, 횡방향 변위 제어로 반복하중을 가하여 실험을 수행하였다. 비내진 접합부의 가장 큰 특징은 적합부내의 횡보강근이 없다는 것이다. 실험을 통하여 균열의 형태, 강도${\cdot}$강성의 저하, 에너지 소산 그리고 기둥과 보 부재의 철근 미끄러짐을 조사하였다. 국내에서 규정하고 있는 최대지반가속도인 0.12g크기의 횡방향 하중을 가력하였을 경우에는 균열이 발생하지 않았으나, 횡방향 하중을 0.12g이상으로 증가할수록 교차보가 없는 외부접합부에서 전단균열이 발생하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.579-589
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• 2003

콘크리트충전 강판(CFT)기둥과 H-형강 보 접합부의 기존 보강 방식은 상 하 동일 다이아프램 형태로 처리하는 것이 일반적이지만, 우리나라와 같은 중 약진지역에서는 하부플랜지에 인장 발생률이 적으므로 하부측을 단순화시켜 경제적인 접합부를 만들 수 있다. 우선적으로 본 논문에서는 단순인장실험을 실시하여 인장거동을 파악하고, 그 결과를 확장 적용하여 하부측 단순화의 타당성을 검증하였다. 본 실험에서는 상부에 복합십자형 다이아프램(Combined Diaphragm)을 하부에는 네 가지 형식 즉, 복합십자형, 무보강, 수평 T-bar, 수직 Plate를 다아아프램으로 제작한 실대크기의 실험체를 ANSI/AISC SSPEC-2002 가력 프로그램(AISC,2002)에 따라 반복가력실험을 하였다. 하부다이아프램에 사용된 수평 T-bar와 수직 Flat bar의 스터드 볼트는 횡력에 의해 하부다이아프램에 인장력이 가해질 때 보 플랜지의 인장력을 내부 콘크리트에 전달하기 위함이다. 각각의 실험체는 하부 인장시 내력의 차이가 조금 있었으나 모든 실험체가 AISC에서 규정하고 있는 합성보통모멘트 골조인(AISC,2002) 0.01rad의 비탄성회전 능력을 발휘하였다. 하부 접합부의 거동을 분석한 결과, 단순화된 하부다이아프램은 내력과 강성뿐만 아니라 소성 변형 능력이 우수하며 현장에 사용하기에 충분한 내진성능을 나타냄을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.783-792
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• 2008

최근 초고층 건축물의 수요에 대응하여 고성능 고강도 강재에 대한 수요가 급증하고 있으며 고층건축물에 대한 지진 피해에 대한 인식이 확산되면서 건축구조용강에 대한 요구 성능이 점차 증가하는 추세이다. 이러한 수요에 의해 600MPa 급 강재가 출현 되었으며 현재 강교량 및 초고층 건축물에 적용하려고 많은 연구가 이루어지고 있다. 새로운 강재를 적용한 골조의 수평력에 대한 거동은 자료가 부족한 실정이다. 특히 인성에 관해서는 일반구조용 강재를 적용한 기둥 보 접합부의 소성변형율과 비교하여 고강도강을 적용한 기둥보 접합부의 소성변형율 관련 설계자료가 절실히 필요하다. 따라서 본 연구에서는 600MPa급(SM570 TMC) 강재를 적용한 기둥-보 접합부의 초기연구로서 논스캘럽과 추천형스 캘럽 상세의 실구조물 규모의 기둥-보 용접접합부 실험체를 제작, 내진성능실험을 통해 구조성능을 평가하였다. 기존의 일반구조용 SM490 강재를 적용한 기존의 연구와 비교 분석하여 초고층 건축물에 적용을 위한 내진설계자료 및 제작상의 주의사항을 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권1호
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• pp.119-126
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• 1992

R/C라멘골조에 있어서 수직부재(기둥, 벽등)에 수평부재(보, 슬라브등)의 콘크리트 강도보다 1.4배가 넘는 강도의 콘크리트를 분리타설할 경우 ACI 318-89 R10. 13. 1은 수직부재에 타설한 콘크리트가 수평부재로 2ft(60cm)이상의 내민길으를 확보하도록 규정하고 있다. 이에 따라 본 연구는 이 규정을 그대로 적용하기에 앞서 실험적인 검증을 통하여 구조적인 안전성을 확보하기 위하여 주요변수로서 콘크리트 압축강도, 전단보강비, 하중재하방법 등을 두어 총 6개의 시험체를 시험 및 분석하였다. 실험결과는 일방향 단조하중을 받는 시험체가 반복하중을 받는 시험체보다 다소 낮은 하중 수행능력을 보였다. 반복하중을 받는 시험체의 경우 접합면으로부터 5~20cm정도 떨어진 부분에 집중적인 균열이 발생하였으나 2ft(60cm)의 내민길이 면에서의 거의 균열이 발생하지 않아 현재 ACI의 내민길이 2ft(60cm)에 대한 규정은 매우 안전한 것으로 사료되며, 전단보강비가 증가함에 따라 부재의 연성능력이 증가하는 것으로 나타나 요구되는 전단보강근양의 50%이하는 부재의 거동에 다소 불리하나 50%를 초과하는 전단보강은 과다한 보강인 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.11-21
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• 2007

현재 국내에서도 내진설계에 대한 요구 및 관심이 증가하여 지진해석의 필요성이 증대되고 있다. 특히 벽식 아파트는 주거용으로 가장 많이 건설되고 있어 내진설계를 위한 지진해석이 활발히 수행되고 있다. 지진해석을 위해 벽식 아파트 전체를 유한요소로 세분화하여 모형화하는 것은 시간 및 노력에 있어 효율적이지 못하다. 따라서 자유도를 감소시키면서 실제 구조물의 동적 거동을 정확히 표현할 수 있는 등가모델이 필요하다. 본 연구에서는 구조물의 변형형상과 밀접한 관계가 있는 유효질량계수를 이용하여 간편하게 사용할 수 있는 등가모델 구성방법을 제안하였다. 이 등가모델은 기둥과 보로 구성된 골조구조물을 사용하여 벽식 구조물을 등가의 모델로 치환하였다. 등가모델은 어떤 상용프로그램에서도 쉽게 적용할 수 있으며, 해석시간단축이 가능하여 단시간 다양한 지진에 대한 해석이 필요한 경우 매우 유용하게 사용될 수 있다. 또한 등가모델은 바닥슬래브를 모형화 할 수 있어 실제 벽식 아파트의 거동을 잘 표현할 수 있다. 더욱이 등가모델은 구조물의 비대칭성을 표현할 수 있어 매우 우수하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.319-326
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• 2009

정(井)자형 H형강을 강축의 수직 방향에 대해 띠판으로 연결한 조립보를 수평버팀대로 사용하면 구조적으로 약축 방향의 세장비를 줄여 구조 효율을 높일 수 있으며 또한 이를 구조물 지하 골조의 일부로 사용하여 시공성을 개선시킬 수 있다. 이 시스템의 H형강이 서로 만나는 교차 부분에는 콘크리트가 채워지고 그 사각형 가운데는 철근콘크리트 기둥이 위치하게 된다. 보-기둥 접합부의 뚫림 전단거동은, 사변을 구속하고 있는 H형강에 의해 전단균열에 의한 방사변형이 구속되어지며, H형강이 접합부를 충분히 구속할 수 있는 경우 하중 전달이 효과적으로 이루어지고, 일반적인 경우의 뚫림 전단강도보다는 더 큰 내력을 가지게 된다. 이 현상을 확인하기 위하여 구속 여부와 기둥면에서 구속 H형강까지의 거리를 변수로 하여 실험하였다. 실험 결과는 콘크리트구조설계기준을 준용하여 얻은 식과 비교하였고, 제안된 식을 통하여 계산된 결과는 실험을 통해 얻은 뚫림 전단강도와 비슷한 결과를 나타냈다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.105-117
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• 2015

The purpose of this study is to develop a new seismic resistant method by using precast concrete wall panels for existing low-rise, reinforced concrete beam-column buildings such as school buildings. Three quasi-static hysteresis loading tests were experimentally performed on one unreinforced beam-column specimen and two reinforced specimens with L-type precast wall panels. The results were analyzed to find that the specimen with anchored connection experienced shear failure, while the other specimen with steel plate connection principally manifested flexural failure. The ultimate strength of the specimens was determined to be the weaker of the shear strength of top connection and flexural strength at the critical section of precast panel. In this setup of L-type panel specimens, if a push loading is applied to the reinforced concrete column on one side and push the precast concrete panel, a pull loading from upper shear connection is to be applied to the other side of the top shear connection of precast panel. Since the composite flexural behavior of the two members govern the total behavior during the push loading process, the ultimate horizontal resistance of this specimen was not directly influenced by shear strength at the top connection of precast panel. However, the RC column and PC wall panel member mainly exhibited non-composite behavior during the pull loading process. The ultimate horizontal resistance was directly influenced by the shear strength of top connection because the pull loading from the beam applied directly to the upper shear connection. The analytical result for the internal shear resistance at the connection pursuant to the anchor shear design of ACI 318M-11 Appendix-D except for the equation to predict the concrete breakout failure strength at the concrete side, principally agreed with the experimental result based on the elastic analysis of Midas-Zen by using the largest loading from experiment.