• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.587-594
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• 2005

최근 판상형 전단벽식 아파트 건물의 고층화와 필로티 설치는 지진발생시 벽량부족현상과 약층 및 연약층을 발생시켜 그 층에서 비탄성 거동이 집중되는 우려가 있다. 본 연구에서는 필로티를 갖는 철근콘크리트 전단벽식 건물에 대하여 FEMA 273과 ATC-40에서 제안하고 있는 성능평가기법을 이용하여 내진성능평가를 실시하고, 그 결과를 비교$\cdot$고찰하였다. 탄성해석을 이용한 내진성능평가 결과, 필로티와 층수에 따라 내진성능지수가 감소되는 것으로 나타났다. 전단벽식 구조물의 경우 강도, 즉 전단응력의 부족 현상이 전체 성능을 지배하고 있었으며, 특히 25층 이상의 경우 그 정도가 더욱 심한 것으로 나타났다. 특히 필로티가 있는 건물에서는 전단응력의 부족과 더불어 약층 및 층 중량 변화가 성능지수의 감소를 초래하고 있어 필로티가 없는 건물에 비하여 성능지수의 감소 경향이 더 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 능력스펙트럼을 이용한 비선형정적해석 결과, 층수가 증가하고 필로티가 있는 구조물일수록 성능점이 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 평가대상 건물들의 대부분 변형 특성은 인명안전수준에서 허용치를 만족하고 있는 것으로 나타났으나, 25층 이상의 경우 즉시거주 요구수준을 초과하는 것으로 나타났다.

• 전산구조공학
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• 제2권2호
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• pp.17-19
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• 1989

건축구조물의 이차원 해석을 위한 SWAN88은 한국과학기술원의 이동근 교수에 의하여 개발되었으며 소프트웨어센터를 통해서 보급되고 있다. SWAN88은 보와 기둥으로 구성된 프레임이나 여기에 전단벽이 추가적으로 사용된 구조물의 해석이 사용될 수 있으며 개인용 컴퓨터를 사용하여 짧은 시간내에 상당히 큰 구조물의 해석이 가능하도록 개발되었다. 사무소건물, 아파트, 호텔, 병원 및 학교건물 등과 같이 규칙적인 형태의 구조물에 대한 해석에 매우 효율적인 SWAN88은 주택, 공장, 창고, 격납고 또는 체육관 등과 같이 보, 기둥 및 전단벽 이외에 트러스나 아취 등이 사용되는 구조물의 해석에는 적합하지 않다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.193-196
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• 2008

본 연구에서는 비보강 조적조 건물의 전단강도와 연성능력을 향상시킬 수 있는 철물을 사용하여 보강된 조적벽체의 성능향상 검증을 위한 실험의 기초자료를 제시 하고자 한다. 실험에 사용될 철물은 얇은 육각 기둥들이 패턴형태를 이룬 벌집 모양의 하니컴 스틸재로 세라켐(주)이 일반 구조용 압연강 재인 SS400으로 제작한 것으로서 선행 실험으로 부터 철근콘크리트 보의 전단 강도 및 강성 증가에 효과가 있음이 나타났다. 국내의 경우 비보강 조적조 건물에 대한 내진규정이 마련되어 있지 않기 때문에 미국 내진 보강 지침서인 FEMA 207 및 306 에서 제안하는 4가지 파괴모드(수평줄눈의 전단파괴, Rocking 파괴, 사인장 파괴, Toe 파괴)와 강도식을 사용하여 그 중 사인장 파괴를 제외한 3가지 파괴모드를 형상비를 변수로 유도하여 보강되지 않은 벽체와 1면 및 2면 보강된 벽체를 계획하였고 보강효과를 예측하였다. 강도식으로 부터 보강철물의 효과는 Rocking 및 Toe 파괴에서는 단부 구속력의 증가, 전단 파괴에서는 수평줄눈의 전단강도 증가가 예상되며 각각의 경우 연성증가도 예상된다

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.303-312
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• 2008

본 논문에서는 초고층 전단벽-골조 아웃리거 구조시스템의 지진하중에 대한 시간이력해석을 수행하였다. 전단벽과 골조를 전단변형과 휨변형이 모두 고려된 (티모센코) 보 이론을 기본으로 하여 개발되었으며, 개발된 해석모델은 일차원 유한요소로 정식화되어 다양한 수치해석 예제들의 거동 분석을 하였다. 해석모델은 아웃리거 트러스의 강성을 회전 스프링 강성으로 치환하여 적용한 것으로 아웃리거 트러스의 형태나 위치에 의한 구조물의 거동 효과를 쉽게 알 수 있다. 앞선 연구를 바탕으로 전단벽-골조 시스템과 전단벽-골조에 아웃리거 시스템을 결합한 건물의 지진해석모델을 개발하고자 하였다. 전단벽-골조 구조는 전단벽과 골조의 전단변형과 휨병형을 동시에 고려한 해석모델을 기반으로 하였으며, 아웃리거 트러스의 강성 해석 역시 전단변형과 휨변형을 모두 고려한 해석 모델을 기반으로 지진해석모델을 개발하였다. 개발되어진 해석 모델의 정확성을 입증하기 위해서 3차원 해석 프로그램인 MIDAS GEN을 이용하여 그 해석결과를 비교하였다. 그 결과 초고층건물의 초기설계단계에서 많은 시간이 소요되는 지진하중에 대한 시간이력해석을 효율적이며 또한 비교적 정확히 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.1-8
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• 2006

비내진 설계된 철근콘크리트 골조는 내진상세의 미확보로 인하여 전단파괴의 가능성이 있다. 이러한 전단파괴를 해석 모델링에 반영하기 위하여 Moehle과 ATC 40을 포함한 4개의 전단강도감소 모델을 선택하고 비교하였으며, 각 모델을 예제 건물에 적용하여 Push-over해석을 수행하였다. 해석용 예제 모델은 3층 규모로 하였으며 국내 콘크리트 설계기준에 따라 설계하였다. 전단강도 감소모델 비교 결과, Moehle의 모델은 NZSEE의 모델보다 전단내력을 작게 평가하고 ATC 40 모델에 비하여 휨 연성도에 따른 내력의 변동이 작으며, 대부분의 경우에 고찰된 모델들의 전단내력은 ACI 318의 공칭 전단강도보다 크게 나타남을 알 수 있었다. 예제 모델의 수치해석 비교 결과, 전단강도 감소모델에 따라 건물의 수평 저항 능력에 큰 차이가 나타나며, 전단스프링에 전단강도 감소를 고려한 모델에 비하여 ATC 40의 횡 소성 변형을 제한하는 모델을 사용하면 횡저항 능력을 과소평가하게 됨을 알 수 있었다.

• 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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• 제31권6호
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• pp.293-299
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• 2018

초고층 건물의 횡변위 제어를 위하여 사용되는 아웃리거를 기존의 철골 트러스 대신에 철근콘크리트 벽체로 대체할 수 있다. 철근콘크리트 아웃리거 벽체를 외부 기둥에 연결할 경우에는 축력뿐만 아니라 전단력과 모멘트가 외부 기둥에 유발될 수 있다. 본 연구에서는 아웃리거 벽체 외단부의 회전으로 인한 외부 기둥의 전단력을 수식으로 유도하고 그 값을 유한요소 해석 결과와 비교하였다. 유한요소해석에서는 층별 연결보의 효과와 전단벽과 아웃리거를 보와 평면응력요소로 모델링한 효과를 분석하였다. 층별 연결보의 효과는 거의 없었으며 평면응력요소는 보요소보다 더 큰 강성을 가진 것으로 해석되었다. 아웃리거 벽체의 외단부 회전으로 인한 외부기둥의 층간 회전각과 전단력은 허용값에 비하여 상당히 작은 값이 발생하였다. 따라서 초고층 건물에 철근콘크리트로 된 아웃리거 벽체를 적용할 경우에도 외부 기둥에 유발되는 전단력과 모멘트에 대하여 별도의 검토를 할 필요는 없을 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.225-228
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• 2008

SC벽체는 뛰어난 후좌굴성의 특성을 지니고 있고 연성능력이 뛰어나 원자력 건물과 같은 주요건물에 주로 사용되고 있고 최근 국내 실정에 맞는 강도식 산정을 연구 중에 있다. 최근 일본학회(JEAG)에서 제안한 면외 전단강도식은 전단스팬비에 의한 아치강도를 지나치게 단순화한 경향이 있고, 짧은 전단스팬비에서 아치강도와 전단균열강도를 분리하여 대소관계로써 결정하고 있어 강도식을 재정립할 필요가 있다. 아치작용의 본질은 전단을 지점으로 직접 전달하는 것이고, 아치단부가 최대로 압축받지 않는 경우가 많으므로, 스터드에 의한 콘크리트와 강판의 부착강도와 평형관계를 통해 아치강도를 결정한다. 실험체 제작은 일본학회에서 실험한 내용과 같이, 원자력 벽체에 가해지는 하중형태를 단순화하고 벽체를 연속보의 형태로 가정, 전단스팬비를 변경하면서 면외전단실험을 진행한 후 강도식과 검증을 실시하였다. 전단스팬비 이외에도 스터드의 밀집도, 스터럽에 의한 전단보강 정도를 변수로 하여 실험결과를 비교 검증하였다. 예상식과 실험결과는 일본의 기존 강도식에 비해 비교적 접근하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.19-32
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• 2003

주상복합건물의 구조시스템은 휨변형에 의해 횡력에 저항하는 전단벽 구조와 전단변형에 의해 저항하는 라멘구조의 복합구조로 이루어져 있으며, 이 두 구조의 원활한 힘의 전달을 위하여 전이층에 주로 춤이 큰 보를 사용한다. 주상복합건물은 이러한 큰 질량과 강성을 갖는 전이층으로 인하여 유한요소법에 의한 해석 시 동적 해석을 수행하여야 하며, 일반적인 해석 절차로는 해결하기 어려운 많은 문제점을 야기한다. 일반적으로 주상복한건물의 해석시 전이층 바닥판은 강막을 적용하거나 판요소로 직접 입력하나 적절한 평가없이 사용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 강막 적용에 따른 영향을 평가하여 올바른 해석 방법을 제시한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.1-13
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• 2000

상부벽식 하부골조를 가진 복합구조물은 부족한 대지를 효율적으로 활용하기 위하여 건설되고 있다. 이러한 복합건물은 상부벽식-하부골조를 가지는 구조로써 일반적으로 전이보 또는 전이판으로 상하부를 연결하고 있다. 따라서 상하부 구조사이의 강성과 질량에 많은 차이가 발생하게 된다. 구보물의 고유주기는 지진하중과 밑면전단력을 결정하기 위한 중요한 변수이다. 그러나 현재 국내 규준에서 제안하는 고유주기 산정식은 이러한 건물에는 적용할 수 없다. 본 연구에서는 상부벽식-하부골조를 가진 복합구조물의 고유주기의 산정에 영향을 미치는 변수들 중 가장 큰 영향을 미치는 건물의 상하부 층수에 따른 변수만을 고려하여 고유주기산정식을 제안하였다. 하부는 2~5개 층을 가지고, 상부는 10~18개 층을 가지는 15~20층의 건물이면 정형적인 평면을 가지는 복합구조물로 한정하였다. 건물 내부의 채움벽에 대한 효과를 고려한 고유주기 제안식은 다음과 같다. 장변 방향 : $T_{L}$=($0.20H_{h}+0.05H_{i}$)/$sqrt{B}$-0.42 단변 방향 :$T_{S}$=($0.07H_{h}+0.12H_{i}$)/$sqrt{B}$-0.40