버트레스형 구조체로 보강된 모멘트골조의 콘크리트 격막 면내강성에 따른 내진거동특성 (Seismic Behavior of Moment Frame Retrofitted by External Buttress-Type Structure according to In-Plane Stiffness of Concrete Diaphragm)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 32권 / 6호 / 533 ~ 540페이지
· 저자명 : 강혜령, 노정태, 이상현

초록

기존 건물 외부에 강성이 매우 큰 보강골조를 부착시키는 내진보강 방안은 신구건물의 완전한 일체화를 기대하기 어려워 슬래브를 강체격막으로 가정하는 것은 보강된 건물의 실제 거동을 다르게 평가할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 다이어프램 모델링 방법에 따라 구조물의 거동특성을 평가해 내진보강효과를 제대로 반영하는 모델링 방법을 제시하고자 한다. 다이어프램을 강체격막과 반강체격막으로 구분하여 골조의 거동특성을 평가한 결과, 강성이 비교적 고르게 분포한 철근콘크리트 모멘트골조는 격막에 상관없이 동일한 성능곡선을 보여주지만, 양단부에 전단벽이 있는 골조의 반강체격막은 강체격막과 달리 후면부 중앙 기둥이 먼저 전단파괴 되는 취성적인 거동을 보인다. 실제 비내진설계 학교건물 후면 중앙부에 철근콘크리트 벽식구조로 증축해 비선형 정적해석을 수행한 결과, 장변방향의 경우 격막의 종류에 상관없이 유사한 거동특성을 보이지만, 단변방향의 반강체격막은 슬래브의 면내변형으로 증축건물이 위치한 중앙부에 비해 양단부에 변형이 상대적으로 크게 나타나 기존부 외곽기둥에 많은 힘이 전달되어 전단파괴로 건물이 갑작스럽게 붕괴되는 취성적인 거동을 보인다. 그러므로 강성이 큰 부재가 건물 일부 구간에 신설 혹은 보강되는 경우 반강체격막모델을 사용해야 건물의 응답을 정확하게 평가할 수 있다.

영어초록

The seismic reinforcement method that involves attaching a frame with high stiffness to the outside of an existing building yields a structure that is hard to consider as a perfectly integrated one. The assumption of slabs as rigid diaphragms could be used to differently evaluate the actual behavior of seismic reinforced structures. Therefore, this paper proposes a diaphragm modeling method that properly evaluates seismic reinforcement effects by comparing characteristics of building behavior according to the diaphragm assumption. The behavior of frames is analyzed according to the diaphragm modeling method, which uses rigid and semi-rigid elements. As a result, a moment frame with relatively even stiffness shows similar performance curves and results. The semi-rigid diaphragm of the moment frame with shear walls at both ends shows brittle behavior due to the shear failure of the center column, unlike the case of the rigid diaphragm. To evaluate the diaphragm effects for an actual building, a non-seismically designed school building extended by a concrete wall structure is considered by performing pushover analysis. Results show similar behavior characteristics regardless of type of diaphragm in the longitudinal direction. However, the semi-rigid diaphragm model in the transverse direction shows brittle behavior because of shear failure of columns at the end sides of the existing building. This failure is caused by the mode shape, in which the deformation at both ends is relatively large compared to the center due to the in-plane deformation of the slab. Therefore, if a high stiffness member is installed or reinforced in a part of building, the semi-rigid diaphragm model can be used to accurately evaluate the response of building.

참고자료

· 없음