• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권10호
• /
• pp.5199-5205
• /
• 2013

최근 증가한 지진의 발생빈도에 비해 현존하는 건물 중 내진설계가 되지 않았거나 노후화, 구조특성 등으로 적절한 내진성능을 보유하지 않은 건물은 매우 많다. 특히 우리나라 건물 유형 중 하나인 필로티형 콘크리트 전단벽 구조물은 대부분 1층이 연층(soft story) 및 약층(weak story)으로 분류되기 때문에 지진에 의한 횡력에 저항할 수 있는 전단기능이 크게 결여되어 지진에 매우 취약하다. 본 연구에서는 필로티형 콘크리트 전단벽 구조물의 손상도 기준에 관한 연구를 수행하였다. 전단벽 시스템의 대표 유형 건물을 선정하여 구조해석을 통해 능력스펙트럼을 산출하였으며 능력스펙트럼의 형태를 기준으로 손상도 기준을 정의하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제14권2호
• /
• pp.15-26
• /
• 2010

PC(Precast Concrete) 구조시스템은 건식화 조립식 공법으로 구조물 건설에 있어 공기, 노동력 절감 등의 여러 장점을 가지고 있다. 하지만 구조벽체의 경우 이를 PC화하여 사용할 경우 접합부의 내진성능이 떨어지므로 PC 구조벽체를 사용하는 경우는 드물다고 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 점을 감안하여 접합부 성능을 개선하여 횡력저항요소로 사용가능한 2종류의 PC 구조벽체를 제안하였다. 제안된 PC 구조벽체는 RC 벽체 및 PC 벽체가 혼합된 복합 PC 벽체와 벽체하부 연결철근의 일부를 단면감소시키고 비부착상세를 적용한 PC 벽체로서 지진발생 시 충분한 강도와 변형능력을 확보할 수 있도록 하였다. 제안된 PC 구조벽체의 내진성능평가를 위하여 RC 벽체를 포함한 3가지 벽체에 대한 실험체를 제작하여 주기 횡하중 실험을 수행하였다. 실험결과, 제안된 PC 구조벽체는 강도, 강성, 변형능력 및 에너지 소산능력이 기존 PC 구조벽체보다 월등히 향상되어 우수한 내진성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.152-160
• /
• 2008

벽식 구조 형식의 아파트는 횡력에 저항하는 주요 부재로 내력벽을 사용하기 때문에 내력벽에 개구부를 설치함으로써 발생하는 단면손실로 인한 내력 손실은 구조물 전체에 심각한 문제를 발생시킬 수도 있다. 또한 개구부 설치에 따라 발생되는 연결보(개구부 상부의 인방)및 연결 슬래브(인방이 없을 경우)에 대한 평가는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 개구부를 설치한 전단벽의 연결부재에 따른 벽체의 거동특성을 알아보고자 1/2 축소된 2층 독립 전단벽체를 계획하였다. 실험결과 개구부 설치에 따른 유효 단면 감소에 의한 내력 감소가 나타났으며, 강성, 에너지 소산능력 등에 있어 연결부재인 연결보와 연결슬래브에 따라 차이를 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.28-39
• /
• 2013

비보강 조적벽체를 이용한 저층 건축물은 국내에 가장 흔히 볼 수 있는 주거형태이지만, 비보강 조적벽체는 높은 횡강성에 비하여 연성능력 부족 등의 이유로 지진으로부터 구조적 피해를 피하기 힘든 횡력저항시스템으로 알려져 있다. 하지만, 국내 비보강 조적벽체 전단강도와 전단강성에 대한 실험적 연구는 부족한 편이며, 실제 지진이 발생했을 비보강 조적벽체를 횡력저항요소로 사용하는 건축물의 내진성능에 대한 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 이로 인하여 국내 비보강 조적벽체의 특성을 반영하고 있다고 볼 수 없는 FEMA 356에서 제시하고 있는 비보강 조적벽체의 전단강도와 강성을 준용하여 사용하고 있다. 본 연구에서는 우선 FEMA 356에서 제시하고 비보강 조적벽체의 전단강도와 강성을 실험결과와의 차이에 대해 기술하고, 이 차이가 현황조사와 실험데이터를 바탕으로 결정한 표본 비보강 조적조 건축물의 내진성능에 미치는 영향과 경과년수에 따른 영향을 증분동적해석을 이용하여 계산된 붕괴여유비와 구조성능의 불확실성을 표현하는 베타값을 이용하여 분석하였다. 해석결과를 통하여 FEMA 356에 의한 전단강도와 강성을 사용할 경우 조적조 건축물의 붕괴여유비와 베타값을 과소평가하는 것으로 나타났다. 하지만, 두 경우 모두 국내 내진설계기준에서 제시하는 성능기준을 만족하지 않는 것으로 나타났으며, 경과연수가 클수록 이런 현상은 뚜렷해지며, 30년 이상 경과된 조적조 건축물은 2400년 재현주기의 지진에 붕괴확률이 약 90%에 도달하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.1001-1009
• /
• 2005

고층 건물의 구조계획에서 벽체의 유용성은 오래전부터 인식되어 왔다. 구조물에서 적절한 위치에 벽체를 배치하며, 벽체는 구조물에 작용하는 횡하중에 매우 효과적으로 저항할 수 있다. 특히 병렬 전단벽 시스템의 구조물의 횡력저항 시스템으로서 가장 선호되는 구조이고 이러한 구조는 커플링보에 의해 벽체가 연결되게 된다. 커플링보는 강도, 강성, 연성 및 에너지 소산능력이 충분한 부재이어야 한다. 이러한 요구들을 만족시키기 위해 FBP를 적용한 철골 커플링보를 제안한다. FBP의 적용 여부를 변수로 하여 총 2개의 시험체를 계획하고 실험을 실시하였다. 이러한 실험 연구를 통하여 FBP를 적용한 철골 커플링보의 장점에 대해 서술하였고, 파괴모드를 제안하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.65-68
• /
• 2008

RC 무량판 구조시스템은 여러 구조적 장점들로 인해 그 사용이 증가하는 추세이지만 횡방향 변위성능, 변형성능에 대한 약점을 지니고 있고, 고층화에 따라 기둥 크기가 증가하는 단점을 가지고 있다. 이러한 구조적 단점들은 CFT기둥의 사용을 통해 어느 정도 보완될 수 있으나 현재 CFT 기둥과 RC 무량판 접합부의 상세 및 설계법은 명확하게 제시된 바가 없다. 따라서 본 논문은 실물대 실험을 통해 일반 RC 기둥-무량판 접합부와 비교하여 CFT 기둥-RC 무량판 접합부의 횡저항 성능을 검증하고, 횡하중-변위비 성능에 따른 접합부의 모멘트 성능과 연성 능력을 파악하였다. 각기 다른 변수를 지닌 4개의 실험체를 제작하여 횡력 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다. CFT 실험체는 전단머리의 영향으로 위험단면이 확장되었으며 일반 RC 기둥 실험체에 비해 초기강성은 35%, 모멘트는 25${\sim}$35% 증가하였고, 모멘트의 증가로 인한 에너지 흡수율이 증가하였다. 모든 실험체는 슬래브의 전단거동이 지배하였지만 내진밴드로 보강된 CFT 실험체는 슬래브의 휨거동 영역이 확장되었고, 연성비와 에너지 흡수율 또한 증가하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2003

철근 콘크리트 구조 벽체는 횡력에 대해 효과적으로 저항하고 변위를 제어할 수 있어 널리 이용되지만 지진 발생시 구조벽체가 붕괴에 이르지 않는다 하더라도 어느 정도의 손상은 예상해야 한다. 본 연구에서는 심하게 손상된 유효전단스팬비가 다른 철근 콘크리트 구조벽체의 단순 보수를 통해서 그 구조적 성능이 원래의 실험체에 비해 어느 정도 회복되는가를 평가하였다. 본 연구를 위하여 3개의 실험체 (전단스팬비 1, 2, 3)를 만들어 실험하였다. 실험은 원실험체를 점증 반복가력 재하로 심하게 손상시킨 후 실험체를 보수한 후 다시 재하하였다. 보수는 0.2mm이상의 균열부분의 콘크리트는 새 콘크리트로 교체하였고, 0.2mm이하의 균열은 단지 에폭시로 보수하였다. 또한 심하게 손상된 벽체 단부 부분의 철근은 같은 종류의 새 철근으로 교체되었다. 본 실험 연구를 통하여 단순보수를 통하여 벽체 강도는 회복 가능하나 변형능력은 회복이 되지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.11-19
• /
• 2006

본 연구에서는 4층, 10층, 30층 스태거드 트러스 시스템 (STS)의 비탄성 정적해석에 의한 하중-변위 관계와 비탄성거동을 분석하고, 그 결과를 바탕으로 STS의 내진성능을 평가하였다. 또한 동일한 규모의 모멘트골조 및 가새골조의 거동과 비교함으로써 STS의 횡력 저항 능력을 파악하였다. 해석결과에 따르면, STS는 일반적으로 적용되는 구조시스템에 비하여 비교적 만족할 만한 내진성능을 보유하는 것으로 나타났다. 그러나 중층 이상의 STS에 있어서는 상대적으로 강성이 작은 비렌딜 패널 상.하현재에 소성변형이 발생한 후 인접한 수직 가새가 항복함으로써, 다른 층으로 소성변형이 전이되지 못하여 약층의 형성에 의한 취성적인 거동을 보인다. 그러므로 스태거드 트러스 시스템의 연성능력을 확보하기 위해서는 비렌딜 패널의 수직 가새를 보강하여 비렌딜 패널 상하현재에 발생한 소성변형을 다른 층의 비렌틸 패널로 유도하는 것이 필요하다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제28권6호
• /
• pp.415-425
• /
• 2016

스틸스터드 내력벽 시스템은 국외에서 중고층형 모듈러 건축에 널리 사용되는 구조형식이다. 국내의 중고층형 모듈러 시스템에 스틸 스터드 벽체를 적용하기 위해서는 내진성능 확보가 필수적이다. 본 연구에서는 스트랩브레이스를 갖는 모듈러 건축 스틸스터드 내력벽 시스템의 횡력저항성능 및 유효강성을 제안하였다. 스트랩 브레이스와 수직외측스터드의 사양을 달리하는 2개의 실물 실험체에 대해 주기하중에 대한 실험을 실시하여 제안된 설계식을 검증하였다. 수직외측스터드의 휨거동을 고려할 수 있는 설계식을 통해 실험체의 공칭강도, 탄성강성, 항복변위 등을 예측하고 실험을 통해 검증하였다. 실험에 의한 최대강도는 예측식 대비 1.11~1.18배 수준으로 평가되었다. 박판의 스트랩 브레이스를 갖는 스트랩 스터드패널은 일반적으로 에너지소산능력이 매우 낮은 것으로 평가되나, 본 연구에서 제안한 수직외측스터드의 유효높이를 줄이고 브레이스의 각도를 낮춘 시스템의 경우 등가점성감쇠비가 최대 9.42% 수준으로 충분한 에너지소산능력이 확보될 수 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.257-266
• /
• 2009

다이아그리드 노드의 지진 및 바람에 의한 반복하중에 대한 구조성능을 해석적으로 평가하는 것은 용접특성의 반영이 어려워서 한계가 있다. 이 연구에서는 횡하중을 받는 다이아그리드 노드의 구조거동을 알아보기 위해 다이아그리드의 노드부를 축소한 모형을 이용해 실험을 수행했다. 실험체는 총 5개이며 실험의 변수는 각 부분의 용접방법, 측면스티프너와 가새 웨브의 겹침길이이다. 한쪽 대각가새에는 인장력을, 다른쪽 대각가새에는 압축력을 가하는 반복가력 실험을 수행하였다. 실험 결과 주요 파괴 원인은 축력과, 방향이 상이한 두 힘의 합력으로 인한 부가적 모멘트에 의한 작용으로 나타났다. 인장력에 의해서 가새 부재의 플랜지가 파단하였고, 압축력에 의해서 가새 플랜지의 국부좌굴이 일어났다. 또한 겹침길이와 용접타입은 초기 강성, 항복 내력 및 에너지 흡수능력에 영향을 미치는 것으로 나타났다.