이 연구에서는 조적벽체의 내진보강을 위하여 프리스트레스트 강봉 및 유리섬유 망을 이용하여 개발된 비부착 공법의 구조적 효율성을 평가하였다. 주요 실험변수는 강봉 및 유리섬유 망의 개별 보강과 강봉과 유리섬유 망의 복합 보강이다. 실험결과 제안된 보강공법은 조적벽의 내력, 강성 및 연성향상에 효율적이었다. 보강되지 않은 조적벽의 횡하중 내력, 최대내력 이전의 강성 및 에너지소산 능력과 비교할 때, 유리섬유 망으로 보강된 벽체에서의 그 증가비는 각각 110%, 120% 및 360%이며, 프리스트레스트 강봉으로 보강된 벽체에서의 그 증가비는 각각 140%, 130% 및 510%이며, 유리섬유 망과 강봉으로 보강된 벽체에서의 그 증가비는 각각 160%, 130% 및 840%이었다. 제시된 기술로 보강된 조적벽의 횡하중 내력은 Yang et al.의 제안식을 이용한 예측값과 비교적 잘 일치하였다. 즉, 제안된 기술은 조적벽체의 내진보강을 위한 적용성으로서 구조적 잠재력이 높았다.
In general, the shear behavior mode of URM wall expresses four types of modes such as rocking failure, sliding shear failure, toe crushing failure, and diagonal tension failure. From the comparison of each equation according to the shear behavior modes, the failure modes based on the aspect ratio and vertical axial stress can be expected. The objectives of this study is to find out the shear behavior of URM wall with different aspect ratio. The test results show that the aspect ratio is understood as an important variable.
일반적으로 조적조는 시공이 용이하고 경제적인 구조로서 국내뿐만 아니라 해외에서도 가장 오래되고 광범위하게 사용되는 구조이다. 조적벽을 RC 골조에 장막벽으로 사용하는 채움벽 형태의 구조는 시공이 용이하고 경제적이기 때문에 저층 주거용 건물, 학교건물 등에 많이 적용되고 있으나, 설계시에는 비구조부재로 취급되어 채움벽의 효과를 반영하지 않고 있다. 본 연구에서는 기존의 사각형 조적개체의 횡력에 대한 취약성을 개선하기 위해 개발된 육각형 블록을 RC 골조 채움벽에 적용한 채움벽 골조에 대한 구조실험을 수행하여 육각형블록 조적채움벽의 효과를 평가하고자 하였다.
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.
This paper presents finite element (FE) based pushover analysis of a reinforced concrete structure with a two-leaf cavity wall (TLCW) to estimate the performance level of this structure. In addition to this, an unreinforced masonry (URM) model was selected for comparison. Simulations and analyses of these structures were performed using the DIANA FE program. The mentioned structures were selected as two storeys and two bays. The dimensions of the structures were scaled 1:1.5 according to the Cauchy Froude similitude law. A shake table experiment was implemented on the reinforced concrete structure with the two-leaf cavity wall (TLCW) at the National Civil Engineering Laboratory (LNEC) in Lisbon, Portugal. The model that simulates URM was not experimentally studied. This structure was modelled in the same manner as the TLCW. The purpose of this virtual model is to compare the respective performances. Two nonlinear analyses were performed and compared with the experimental test results. These analyses were carried out in two phases. The research addresses first the analysis of a structure with only reinforced concrete elements, and secondly the analysis of the same structure with reinforced concrete elements and infill walls. Both researches consider static loading and pushover analysis. The experimental pushover curve was plotted by the envelope of the experimental curve obtained on the basis of the shake table records. Crack patterns, failure modes and performance curves were plotted for both models. Finally, results were evaluated on the basis of the current regulation ASCE/SEI 41-06.
Darbhanzi, Abbas;Marefat, Mohammad S.;Khanmohammadi, Mohammad;Moradimanesh, Amin;Zare, Hamid
Earthquakes and Structures
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제14권5호
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pp.449-458
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2018
Earthquakes have shown the vulnerability of unreinforced masonry (URM) structures. The aim of this research is to study a technique for in-plane seismic retrofitting of URM walls in which both diagonal and vertical steel strips are added to a single side of a URM wall. Specimens have been tested under quasi-static cyclic lateral load in combination with constant vertical load. The tests show that vertical and diagonal strips cause a significant increase in seismic capacity in terms of both strength (about 200%) and displacement at maximum (about 20%). Furthermore, this technique caused the failure modes of URM walls were influenced.
The purpose of this study is to evaluate the strength of piers subjected to earthquake ground motion. In particular, the piers of an unreinforced masonry wall under in-plane seismic loading are considered with emphasis. For this purpose, several pier strength equations in seismic rehailitation provisions such as UCBC, FEMA 178, FEMA 273, and FEMA 306 are compared. This strength equations in different provision are applied for calculating the strength of a pier in building. According to the results of this study, it is shown that the assessment procedure based on FEMA 178 overestimated pier strengths comparing to other provisions when all piers are in Rocking-controlled mode.
In recent years, interest is growing in the engineering community on the experimental assessment and the theoretical prediction of the out-of-plane (OOP) seismic response of unreinforced masonry (URM) infills, which are widespread in Reinforced Concrete (RC) buildings in Europe and in the Mediterranean area. In the literature, some mechanical-based models for the prediction of the entire OOP force-displacement response have been formulated and proposed. However, the small number of experimental tests currently available has not allowed, up to current times, a robust and reliable evaluation of the predictive capacity of such response models. To enrich the currently available experimental database, six pure OOP tests on URM infills in RC frames were carried out at the Department of Structures for Engineering and Architecture of the University of Naples Federico II. Test specimens were built with the same materials and were different only for the thickness of the infill walls and for the number of their edges mortared to the confining elements of the RC frames. In this paper, the results of these experimental tests are briefly recalled. The main aim of this study is comparing the experimental response of test specimens with the prediction of mechanical models presented in the literature, in order to assess their effectiveness and contribute to the definition of a robust and reliable model for the evaluation of the OOP seismic response of URM infill walls.
이 연구에서는 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 면내·외 거동에 대한 내진성능을 평가하였다. 강봉 트러스 시스템 보강은 무보강 조적벽체 1면에 2개의 강봉 트러스 시스템 유닛을 배치하였다. 면내 거동에 대한 실험결과는 무보강 조적벽체 및 벽체 1면에 1개의 강봉 트러스 시스템 보강된 조적벽체와 비교하였으며, 면외 거동에 대한 실험결과는 무보강 조적벽체와 비교하였다. 실험 결과, 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 면내·외 초기 강성은 무보강 조적벽체에 비해 각각 1.9배 및 2.3배 높았으며, 면내·외 최대 내력은 각각 1.8배 및 1.9배 높았다. 특히 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 면내·외 에너지 소산능력은 무보강 조적벽체에 비해 각각 6.1배 및 2.4배 높았으며, 등가 감쇠비는 각각 5.1배 및 1.2배 높았다. 즉, 강봉 트러스 시스템은 무보강 조적벽체의 면내 방향으로의 내진성능 향상뿐만 아니라 면외 방향으로의 내진성능 향상에도 유리할 것으로 판단된다.
Duenas-Osorio, Leonardo;Park, Joonam;Towashiraporn, Peeranan;Goodno, Barry J.;Frost, David;Craig, James I.;Bostrom, Ann
Structural Engineering and Mechanics
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제17권3_4호
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pp.527-537
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2004
Consequence-Based Engineering (CBE) is a new paradigm proposed by the Mid-America Earthquake Center (MAE) to guide evaluation and rehabilitation of building structures and networks in areas of low probability - high consequence earthquakes such as the central region of the U.S. The principal objective of CBE is to minimize consequences by prescribing appropriate intervention procedures for a broad range of structures and systems, in consultation with key decision makers. One possible intervention option for rehabilitating unreinforced masonry (URM) buildings, widely used for essential facilities in Mid-America, is passive energy dissipation (PED). After the CBE process is described, its application in the rehabilitation of vulnerable URM building construction in Mid-America is illustrated through the use of PED devices attached to flexible timber floor diaphragms. It is shown that PED's can be applied to URM buildings in situations where floor diaphragm flexibility can be controlled to reduce both out-of-plane and in-plane wall responses and damage. Reductions as high as 48% in roof displacement and acceleration can be achieved as demonstrated in studies reported below.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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