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국내 저층구조물의 내진성능평가 (Seismic Evaluation of Low-rise RC Building in korea)

  • 박진화;안태상;서현식;김상대
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.29-29
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    • 2011
  • 국내에서 기존건축물의 내진성능평가 기법이 연구되기 시작한지 20여 년간 다양한 평가방법이 제안되었다. 그러나, 제안된 평가방법은 미국이나 일본의 평가 방법을 도입 및 수정하는 내용이 주가 되어 국내실정에 맞지 않는 부분도 많이 발견되었다. 따라서 국내에서 제안된 기존 건축물의 내진성능 평가기법, 지진피해예측에 근거한 보강건축물의 합리적인 선정방법 및 이들 건축물에 적합한 내진보강방법 등의 연구는 아직까지 초보적인 단계라고 할 수 있다. 이에 본 연구의 목적은 이러한 평가 기법을 적용한 국내 저층구조물의 내진성능을 평가하는 것이다. 저층구조물의 내진성능을 평가하기 위하여 1988년 내진설계가 도입되기 이전에 건립된 4층 규모의 학교구조물을 해석대상 구조물로 선정하였다. 대상 해석구조물의 내진성능평가는 일본의 내진성능 평가법을 참고하여 평가절차가 다소 복잡한 부분을 국내 실정에 맞게 개선시킨 내진화 우선도 평가방법과 정밀한 내진성능을 평하는 방법으로 세계적으로 널리 사용되고 있는 ATC-40 성능평가방법에서 등가단자유 모델로 변환 과정에서 등가유효감쇠 및 등가유효주기 산정 관계식의 문제점을 개선한 FEMA-440의 선형화 성능평가방법(Linearization Method)을 사용하여 구조물의 성능을 평가하였다. 내진 성능 평가를 위해 현재 전 세계적으로 널리 사용되고 있는 구조물 비선형 전용 해석 프로그램인 Perform-3D를 이용하여 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 기존 저층구조물로 선정한 학교구조물에 대한 내진성능을 평가한 결과, 내진화 우선도 평가법 및 FEMA-440의 내진성능 평가는 유사한 경향의 결과를 나타내었고, 두 평가결과를 요약하면 Y방향은 보와 기둥에 끼인 조적벽체의 영향으로 별도의 내진성능이 향상 보강이 필요없으나, X방향은 창문하부 허리 조적벽 등의 영향으로 다소 취성적인 내진성능을 보유하고 있어 충분한 내진성능 확보를 위한 추가적인 보강이 필요한 것으로 판단된다.

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저층 철근콘크리트 건물의 간이 내진성능 평가법 제안 - Part 1. 내진성능평가의 개념 - (A Proposal of Rapid-Screening Method for Seismic Capacity Evaluation of Low-Rise R/C Buildings - Part 1. Concept of Seismic Capacity Evaluation -)

  • 이강석;김용인;위정두;황기태
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.463-464
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    • 2009
  • 본 연구에서는 전단 및 휨파괴형 부재가 혼합된 저층 철근콘크리트 거물의 내진성능을 간편하면서도 효율적으로 평가가 가능한 간이 내진성능 평가법을 제안함과 동시에 단시간 내에 약산적으로 내진성능이 우수한 건물을 우선적으로 선별이 가능하도록 피해도 판정식과 내진성능 평가식을 제안하여 정략적으로 평가가 가능한 내진성능 평가표를 개발하였다. 상기 평가법을 이용하면, 내진성능 평가점수와 그에 대응하는 지진손상도가 추정가능하여 간편 효율적으로 내진성능을 평가할 수 있다.

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퍼지추론방식에 의한 기존시설물 내진성능평가 (Seismic Evaluation of Existing Buildings Based on Fuzzy Inference System)

  • 김남희;홍성걸;장승필
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.1-11
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    • 2001
  • 내진성능평가 시스템은 구조시스템의 합리적인 분류, 적절한 평가 기준, 그리고 종합적인 평가방법을 포함하여야한다. 외국의 현행 내진성능 평가방법은 데이터의 수집과 주요 평가 항목을 위한 약산식 그리고 평가 점수를 이용하여 전문가의 판단에 근거한 평가 방법을 제시하고 있다. 본 연구는 국내 건축구조물에 예비 내진평가 방법에 중점을 두고 퍼지추론 시스템에 근거한 내진평가방법의 전형을 개발한다. 평가항목의 위계는 건무의 수직, 수평방향을 불규칙성, 비대칭성, 여용성, 그리고 건물 연한을 포함한 전체적인 특성과 부재 단계에서의 상세한 평가 항목으로 구성한다. 퍼지추론방법에 대한 기존의 연구결과를 근허가혀 이용한 내진성능 평가방법에 적절히 적용하기 위하여 4가지 주요 모듈을 설정한다. (1) 퍼지 입력 (2) 퍼지에 근거한 규칙기반 (3) 퍼지추론, 그리고 (4) 퍼지출력으로 구성된다. 더욱이 개별적인 성능 수준에 종합적인 평가지수를 끌어내기 위하여 퍼지추론방법을 적용하였다.

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적용사례 분석을 통한 개착식 구조물의 내진성능 예비평가 (The Preliminary Seismic Performance Evaluation of Cut-and-Cover Tunnels through the Case Studies)

  • 박범호;전민녀;이태형;김기동;임남형
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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    • pp.653-656
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    • 2010
  • 개착식 구조물의 내진성능 예비평가는 설계자료나 현장조사를 토대로 지진도 그룹, 취약도 지수, 영향도 지수를 산정하여 내진성능 상세평가의 시행여부를 판단하는 근거가 되어왔다. 내진성능 예비평가를 적용했던 사례를 분석한 결과 평가항목 산정 시 근거가 미약하고, 내진성능 상세평가 대상으로 분류되지 않은 그룹에 대해 구조적 내진성능 확보가 불확실하여 내진성능 예비평가를 개정하였다. 개정한 내진성능 예비평가는 지진도 그룹, 취약도 지수, 영향도 지수를 적용하는 기존의 틀은 유지하면서 평가항목을 산정하는 근거를 명확하게 하였으며, 내진성능 상세평가를 실시하지 않는 그룹에 대해서도 간략하게 구조적 내진성능 확보여부를 검토할 수 있는 전단변형각을 도입하였다. 본 연구에서는 개정한 내진성능 예비평가를 기존 사례에 적용하여 결과를 도출하였으며, 기존의 적용 사례와 비교 분석하였다.

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기존 철근콘크리트 건축물의 내진성능 평가 (Evaluation of The seismic Performance of Existing Building Structures)

  • 우운택;권용훈;정란
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.105-110
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    • 2000
  • 중약진 지역으로 분류되고 있는 대만에서 1999년에 발생된 예상치 못한 막대한 경제적 피해와 사상자를 기록하였다. 대만과 마찬가가지로 중약진지역으로 분류되는 우리나라에서도 지진발생시 많은 문제발생이 예상됨에 따라 기존건물의 내진성능평가의 필요성의 인식하게 되었다. 본 연구에서는 미국과 일본에서 이미 적용되고 있는 기존 건축물의 내진성능 평가 기법을 분석하고 이를 3층 규모의 모멘트 골조 건물에 적용하여 평가해 보았다. 평가는 일본건축방재협회에는 철근콘크리트 구조물의 내진성능평가 규준을 적용하였다.

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학교건물에 있어서 비탄성해석 및 비선형 정적해석을 통한 내진성능 평가에 따른 보강 연구 (The Study of Reinforcement through the Nonlinear Static Analysis and Inelastic Seismic Performance Evaluation in School Building)

  • 이호;권영욱;김홍도
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.55-63
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    • 2012
  • 본 연구는 학교 건물의 구조적 성능 평가를 통한 내진보강에 대한 연구이다. 본 연구의 목적은 학교 건물의 구조적 성능평가를 통하여 안전성과 사용성을 고려한 구조보강방안을 비교분석하고 합리적 내진 보강안을 제시하여 보다 지진에 안전한 건축물을 유지하는데 도움 이 되고자 한다. 이 목적을 위해 기존의 학교건물을 연구 대상으로 선정하여 내진성능평가를 실시하고 내진 보강안을 제시하였다. 본 연구의 방법은 기존의 철근콘크리트 학교건물을 대상으로 1차 내진 성능평가와 2차 내진 성능평가를 실시하였다. 위와 같은 방법으로 내진성능평가를 하여 그 결과를 분석하고 내진보강방안을 제시(강재댐퍼, 탄소막대보강재)하였다. 제시된 내진 보강방안을 대상 건축물에 적용하여 내진보강 전, 후의 내진성능평가를 통해 종합적인 결과를 도출 하였다.

섬유보강 원형 RC교각의 내진성능 평가를 위한 유사동적실험 (Pseudo Dynamic Test for the Seismic Performance Evaluation of Circular RC Bridge Piers Retrofitted with Fibers)

  • 정영수;박종협;박희상
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.49-57
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    • 2001
  • 본 연구의 목적은 유사동적실험에 의한 섬유보강 원형 RC교각의 내진성능평가를 위한 연구로서 수원시에 위치한 내진교량인 하길교를 대상모델로 하였으며, 도로교 표준시방서의 내진설계규정이 적용되지 않은 비내진교각시험체 2본 및 내진성능향상을 위한 섬유보강시험 4본, 즉 총 6본에 대하여 유사동적실험을 수행하였다. 보강공법으로는 유리 탄소섬유 보강공법을 사용하였으며, 실험변수로는 입력지진동, 섬유고방유무로 하였다. 그리고 내진성능평가 방법은 입력 및 소산에너지, 변위 연성도가 분석되었다. 본 실험의 결과 유리 섬유로 보강된 비내진시험체의 변위연성도 KHC인공지진파에 대하여 7.7~9.0정도의 값으로 충분한 내진성능을 확보하고 있는 것으로 평가되었다.

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비내진 근린생활시설의 노후도를 고려한 내진성능평가 (Seismic Performance Evaluation of Nonseismic Neighborhood Living Facilities Considering Deterioration)

  • 이영천;정채명;이은진;김명훈;최기봉
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.55-63
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    • 2013
  • 본 연구는 우리나라에서 가장 일반적인 중소규모의 비내진 상세를 가진 건축물을 대상으로, 노후도를 고려하여 내진성능을 평가하였다. 평가결과, 준공 후 24년이 경과되었으나 노후도는 대체로 양호한 것으로 평가되었고, 1차, 2차 내진성능평가는 기준지표를 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 3차 내진성능평가에서는 층간변위비를 기준으로 목표성능은 만족하지만 보강이 필요한 것으로 판단되었다. 대상 건축물에 벽체보강, 가새보강, 댐퍼보강을 한 후 내진성능평가를 실시한 결과, 보강방법에 상관없이 층간변위비는 현저히 감소하여 즉시거주수준을 만족하는 수준으로 나타났다. 그러나 벽체보강의 경우 밑면전단력이 2배 이상 증가되어 기존기초에 대한 검토가 필요하다.

저층 철근콘크리트 건물의 간이 내진성능 평가법 제안 - Part 3. 내진성능 평가법의 타당성 검증 - (A Proposal of Rapid-Screening Method for Seismic Capacity Evaluation of Low-Rise R/C Buildings - Part 3. Verification of Applicability of Rapid-Screening Method -)

  • 이강석;김용인;위정두
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.467-468
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    • 2009
  • 철근콘크리트 학교건물(Part 2의 대상건물)을 대상으로 일본내진진단법(2차 및 3차) 및 비선형 정적 및 동적해석을 실시하여 상세하게 대상건물의 내진성능을 평가한 결과와 본 연구에서 제안한 내진성능평가표를 이용하여 평가한 내진성능(Part-2)을 각각 비교 검토하여 본 연구의 간이 내진성능 평가법의 타당성을 검증하였다.

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비선형요구내력스펙트럼을 이용한 저층 R/C 건물의 내진성능 평가법 (A New Methodology for Seismic Capacity Evaluation of Low-rise R/C Buildings)

  • 이강석
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.106-115
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    • 2011
  • 본 연구에서는 비선형 지진응답해석을 이용하여 유도된 전단 및 휨파괴형 부재가 혼합된 저층 철근콘크리트(RC) 건물의 비선형 요구내력스펙트럼을 수식화하여, 특정 연성률 별로 지진입력수준과 내진성능잔존률을 산정하여, 건물의 지진손상정도를 정량적으로 평가 가능한 새로운 내진성능 평가법을 제안하였다. 또한 저층 RC 건물을 대상으로 본 연구의 내진성능 평가법을 적용하여 평가한 결과와 보다 정밀한 부재수준의 비선형 동적해석을 실시하여 그 결과를 각각 비교 검토함과 동시에, 내진진단기준에서 입력지진동 0.2g 수준에 대해서 구조체에 대규모이상의 지진피해를 막기 위한 임계값으로 설정한 내진성능판정지표값 (Es=0.6)과의 상관관계를 분석하여 본 연구에서 제안한 내진성능 평가법의 타당성 및 그 적용가능성을 검증하였다. 본 평가법은 비선형해석 또는 능력스펙트럼법 등의 상세 내진성능 평가법을 수행하지 않고도 대상건물에 대한 연성률 단계별의 입력지진 수준, 지진손상도를 정량적으로 평가할 수 있다. 향후 전단 및 휨파괴형 부재가 혼합된 저층 RC 건물의 내진성능을 효과적으로 평가하기 위한 자료로서 활용이 가능하다고 판단된다.