1:12축소 비정형 고층 RC 건물의 비선형거동에 대한 실험과 해석의 상관성

서지정보

· 발행기관 : 한국지진공학회
· 수록지 정보 : Jorunal of the Earthquake Engineering Society of Korea / 11권 / 2호
· 저자명 : 고동우, 이한선

초록

세가지 형태의 고층 비정형 철근콘크리트 건물에 대해 OpenSees를 이용하여 비선형정적해석을 수행한 후, 해석결과와 진동대 실험결과를 비교하여 해석방법에 대한 검증을 수행하고, 해석결과 나타난 비정형 건물의 성능과 하부 필로티부분의 파괴양상을 분석하였다. 선정된 모델은 필로티층이 골조로만 이루어진 모델 (모델 1), 필로티층 내부중앙골조에 벽체가 있는 모델 (모델 2), 그리고, 필로티층의 한쪽 골조에 벽체가 있는 모델 (모델 3)이다. 철근과 콘크리트의 응력-변형률 관계를 섬유모델에 이식하여 비선형부분의 거동을 묘사하고, 벽체도 비선형모델을 이식한 트러스로 이루어진 MVLEM을 적용하였다. 그 결과 축력이 작용함에 따른 기둥의 전단강성변화, 벽체의 들뜸현상 등과 같이 진동대 실험에서 나타난 거동특성을 비교적 정확하게 묘사하였다. 초과강도 측면에서 하부골조에 벽체를 포함하고 있는 모델 2와 모델 3은 모델 1보다 2배 가까이 크다. 이와 같이 모델 2와 모델 3의 초과강도와 연성이 큰 이유는 모델 2와 모델 3의 경우 모델 1로 설계된 골조에 벽체가 낀 벽의 형태로 설계되었기 때문으로 보인다. 그리고, 연성의 측면에서 모델 1과 모델 3은 모델 2의 보다 1.17배 큰 것으로 나타났다. 모델 1과 모델 3의 경우 골조부분에 과도한 모멘트가 작용하여 파괴에 이른 반면, 모델 2는 하부전단벽의 전단파괴에 의해 파괴되었으며, 모델 1과 모델 3에 비하여 크게 작용한 전도모멘트로 인해 기둥에 작용하는 축력의 변화가 크게 발생하였다.

영어초록

Three types of high-rise RC building structures having irregularity in the lower two stories were selected as prototypes and were performed nonlinear static analysis by using OpenSees to verify the analysis technique and to investigate the seismic capacity of those buildings. The first one has a symmetrical moment resisting frame (Model 1), the second has an infilled shear wall in the central frame (Model 2), and the third has an infilled shear wall only in one of exterior frames (Model 3). Fiber model, which consists of concrete and reinforcing bar represented from stress-strain relationship, is adapted used for simulate the nonlinearity of members, and MVLEM(Multi vertical linear element model) is used for simulate the behavior of wall. The analytical results are simulate the behavior of piloti stories well, for example, the stiffness and yield farce of piloti stories, the up-lift of wall and the variation of lateral stiffness of column due to the variation of axial forces. Overstrength of Model 2 and Model 3 are about 2 times larger than that of Model 1. The reason of the high oversttrength and ductility of Model 2 and Model 3 is that the conservative design of Model 2 and Model 3, whose beam and column sections are the same as those of Model 1. The ductilities of Model 1 and Model 3 are slightly larger than that of Model 1 and Model 3. Model 1 and Model 3 reached mechanism condition, whereas Model 2 failed to the shear failure of shear wall and the large axial forces in columns due to large overturning moment.

참고자료

· 없음