1988년 내진규준이 시행되기 이전에 건설된 저층 필로티형 건물의 경우 시대적 흐름에 편승해 그 구조적 성능이 충분히 검토되어지지 못하였다. 게다가 당시의 국내 내진규준은 국제적 기준에 비추어 봤을 때 많이 미약하였고 저층 필로티형 건물의 구조적 위험성은 현재에 와서 그 심각성이 부각되었다. 따라서 건물의 수명과 성능의 향상을 위한 경제적이고 효과적인 보강방법의 개발이 시급하다.
최근 아라미드 섬유와 탄소 섬유는 여러 보강 재료들 중에서 성능이 우수하고 시공이 용이하여 국내 및 국외에서 아라미드/탄소 섬유시트를 이용한 보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중이며 일부는 적극적으로 사용되고 있다. 섬유시트를 이용한 wrapping ...
1988년 내진규준이 시행되기 이전에 건설된 저층 필로티형 건물의 경우 시대적 흐름에 편승해 그 구조적 성능이 충분히 검토되어지지 못하였다. 게다가 당시의 국내 내진규준은 국제적 기준에 비추어 봤을 때 많이 미약하였고 저층 필로티형 건물의 구조적 위험성은 현재에 와서 그 심각성이 부각되었다. 따라서 건물의 수명과 성능의 향상을 위한 경제적이고 효과적인 보강방법의 개발이 시급하다.
최근 아라미드 섬유와 탄소 섬유는 여러 보강 재료들 중에서 성능이 우수하고 시공이 용이하여 국내 및 국외에서 아라미드/탄소 섬유시트를 이용한 보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중이며 일부는 적극적으로 사용되고 있다. 섬유시트를 이용한 wrapping 보강 공법은 재건축에 비하여 공사기간이 매우 짧고 소요되는 인력 및 비용이 절감되어 많은 경제적인 장점을 얻을 수 있으며, 건축폐자재의 발생을 억제시킴으로써 환경오염을 줄일 수 있다. 섬유시트를 이용하여 기둥부재를 보강하는 가장 효과적인 방법은 기둥에 구속력을 가하여 압축강도 및 휨강도를 증가시키는 방법이다.
보-기둥 접합부에는 비좌굴가새를 보강하여 성능을 향상시키는 방법을 활용 할 수 있다. 비좌굴가새는 압축을 받는 코어 부분 양 측면에 휨을 저항할 수 있는 ㄷ형 채널 두 개를 나란히 부착하여 코어부분의 좌굴을 방지하는 방법으로 제작된다.
따라서 본 연구는 제작된 보-기둥 시험체에 탄소/아라미드섬유시트 보강, 비좌굴가새 보강을 적용하고 일정 축 하중과 횡방향 반복하중 가력을 통하여 보강된 보-기둥 시험체의 구조적인 성능을 평가하였다.
보강한 보-기둥 시험체의 실험은 섬유시트의 재질(AFRP, CFRP), 비좌굴가새의 유/무 등을 변수로 결정하였다. 섬유시트 및 가새로 보강된 시험체는 기둥부분 300㎜×400㎜, 보 부분 400㎜×350㎜의 치수를 갖는다. 섬유시트 및 가새로 보강된 시험체와 비보강시험체의 횡하중 성능평가 실험은 각각의 변수에 따라 제작된 5개의 시험체에 1,000kN 용량의 동적 엑츄에이터를 이용하여 수행되었으며 그 결과는 다음과 같다.
① 섬유시트로 보강된 기둥 시험체의 최대허용하중은 가새의 유/무, 시트의 재질 종류에 따라 증가양상이 다르게 나타났으며, 탄소가새보강 시험체의 경우, 보강되지 않은 콘크리트의 하중 5.64ton 보다 약 2.38배 정도 향상된 13.42 ton의 하중을 나타내었고, 아라미드가새보강 시험체도 마찬가지로 약 2.41배 향상된 13.58 ton 의 하중을 보였다.
② 시험체의 각 사이클의 최대/최소점을 연결한 직선의 기울기로 표현되는 유효강성 K는 사이클 횟수가 증가됨에 따라 감소하는 경향을 나타내었는데, 비교적 높은 성능을 보인 아라미드가새보강 시험체와 탄소가새보강 시험체의 유효강성은, 48㎜변위구간에서 각각 0.237/0.216, 72㎜변위구간에서 0.134/0.136, 108㎜변위구간에서 0.0789/0.0881, 125㎜변위구간에서는 0.0589/0.067로 측정되었다.
③ 보-기둥 시험체의 파괴는 주로 보와 기둥의 연결부위에서 발생하였으며 가새를 이용한 시험체의 경우 가새와 기둥의 접합부에서 큰 파괴가 발생하였다. 보 부분의 양지점인 고정단에서는 파괴가 거의 발생하지 않았다.
④ 보-기둥 연결부의 철근변형률을 측정한 결과, 철근의 항복변형률(0.002)에 도달하기 위해 필요한 횡하중의 크기가 시험체의 보강 방법이 향상됨에 따라 커지는 것을 확인하였다.
⑤ 각 시험체의 변위연성도는 보강 성능의 향상됨에 따라 증가하는 경향을 보였다. 비보강 시험체에서 약 5 정도의 변위연성도를 보였고 보강시험체는 약 7 ~ 10까지의 변위연성도를 보였다.
실험에서 도출된 결과로 횡 하중에 대한 휨강도, 강성에 대해 우수성을 알 수 있었으며, 섬유시트와 가새를 혼용한 기둥/보 보강의 적용 및 활용 방안을 위해서는 더 많은 개체와 다양한 변수를 고려하여 실험이 수행되어야 할 것으로 판단된다.
1988년 내진규준이 시행되기 이전에 건설된 저층 필로티형 건물의 경우 시대적 흐름에 편승해 그 구조적 성능이 충분히 검토되어지지 못하였다. 게다가 당시의 국내 내진규준은 국제적 기준에 비추어 봤을 때 많이 미약하였고 저층 필로티형 건물의 구조적 위험성은 현재에 와서 그 심각성이 부각되었다. 따라서 건물의 수명과 성능의 향상을 위한 경제적이고 효과적인 보강방법의 개발이 시급하다.
최근 아라미드 섬유와 탄소 섬유는 여러 보강 재료들 중에서 성능이 우수하고 시공이 용이하여 국내 및 국외에서 아라미드/탄소 섬유시트를 이용한 보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중이며 일부는 적극적으로 사용되고 있다. 섬유시트를 이용한 wrapping 보강 공법은 재건축에 비하여 공사기간이 매우 짧고 소요되는 인력 및 비용이 절감되어 많은 경제적인 장점을 얻을 수 있으며, 건축폐자재의 발생을 억제시킴으로써 환경오염을 줄일 수 있다. 섬유시트를 이용하여 기둥부재를 보강하는 가장 효과적인 방법은 기둥에 구속력을 가하여 압축강도 및 휨강도를 증가시키는 방법이다.
보-기둥 접합부에는 비좌굴가새를 보강하여 성능을 향상시키는 방법을 활용 할 수 있다. 비좌굴가새는 압축을 받는 코어 부분 양 측면에 휨을 저항할 수 있는 ㄷ형 채널 두 개를 나란히 부착하여 코어부분의 좌굴을 방지하는 방법으로 제작된다.
따라서 본 연구는 제작된 보-기둥 시험체에 탄소/아라미드섬유시트 보강, 비좌굴가새 보강을 적용하고 일정 축 하중과 횡방향 반복하중 가력을 통하여 보강된 보-기둥 시험체의 구조적인 성능을 평가하였다.
보강한 보-기둥 시험체의 실험은 섬유시트의 재질(AFRP, CFRP), 비좌굴가새의 유/무 등을 변수로 결정하였다. 섬유시트 및 가새로 보강된 시험체는 기둥부분 300㎜×400㎜, 보 부분 400㎜×350㎜의 치수를 갖는다. 섬유시트 및 가새로 보강된 시험체와 비보강시험체의 횡하중 성능평가 실험은 각각의 변수에 따라 제작된 5개의 시험체에 1,000kN 용량의 동적 엑츄에이터를 이용하여 수행되었으며 그 결과는 다음과 같다.
① 섬유시트로 보강된 기둥 시험체의 최대허용하중은 가새의 유/무, 시트의 재질 종류에 따라 증가양상이 다르게 나타났으며, 탄소가새보강 시험체의 경우, 보강되지 않은 콘크리트의 하중 5.64ton 보다 약 2.38배 정도 향상된 13.42 ton의 하중을 나타내었고, 아라미드가새보강 시험체도 마찬가지로 약 2.41배 향상된 13.58 ton 의 하중을 보였다.
② 시험체의 각 사이클의 최대/최소점을 연결한 직선의 기울기로 표현되는 유효강성 K는 사이클 횟수가 증가됨에 따라 감소하는 경향을 나타내었는데, 비교적 높은 성능을 보인 아라미드가새보강 시험체와 탄소가새보강 시험체의 유효강성은, 48㎜변위구간에서 각각 0.237/0.216, 72㎜변위구간에서 0.134/0.136, 108㎜변위구간에서 0.0789/0.0881, 125㎜변위구간에서는 0.0589/0.067로 측정되었다.
③ 보-기둥 시험체의 파괴는 주로 보와 기둥의 연결부위에서 발생하였으며 가새를 이용한 시험체의 경우 가새와 기둥의 접합부에서 큰 파괴가 발생하였다. 보 부분의 양지점인 고정단에서는 파괴가 거의 발생하지 않았다.
④ 보-기둥 연결부의 철근변형률을 측정한 결과, 철근의 항복변형률(0.002)에 도달하기 위해 필요한 횡하중의 크기가 시험체의 보강 방법이 향상됨에 따라 커지는 것을 확인하였다.
⑤ 각 시험체의 변위연성도는 보강 성능의 향상됨에 따라 증가하는 경향을 보였다. 비보강 시험체에서 약 5 정도의 변위연성도를 보였고 보강시험체는 약 7 ~ 10까지의 변위연성도를 보였다.
실험에서 도출된 결과로 횡 하중에 대한 휨강도, 강성에 대해 우수성을 알 수 있었으며, 섬유시트와 가새를 혼용한 기둥/보 보강의 적용 및 활용 방안을 위해서는 더 많은 개체와 다양한 변수를 고려하여 실험이 수행되어야 할 것으로 판단된다.
In 1988's the first earthquake resistant building design code in Korea did not specified earthquake resistant design of buildings lower than 6 stories. As every structural engineer recognize that it is very dangerous during earthquake although the building is only five stories if the first floor of ...
In 1988's the first earthquake resistant building design code in Korea did not specified earthquake resistant design of buildings lower than 6 stories. As every structural engineer recognize that it is very dangerous during earthquake although the building is only five stories if the first floor of a building stiffness is softer than other stories. The special care should be provided for this type of structure.
The lateral force reinforcing method of pilotis type structure can be classified into two types; 1) strengthening of column, and 2) strengthening of beam-column joint.
A column reinforcement using fiber sheet is very common due to its easy construction. Typical type of fibers used in reinforcing structural member are; 1)Carbon fiber, 2)Glass fiber, and 3)Aramid fiber.
Steel braces such as diagonal type, K-type, and X-type were the typical earthquake reinforcing method for the frame structure. However, much restriction follows in applying braces to low-rise soft story building for an earthquake reinforcement since most of soft story in first floor is designed for a parking lot. Buckling Restrained Brace(BRB) system was introduced by some scientists to overcome this limitation by installing it near the beam-column connection.
The purpose of this study is to investigate the lateral force strengthening effect of low-rise concrete building having soft story at the first floor. The specimens were reinforced with carbon/aramid fiber wrapping and both carbon/aramid fiber and buckling restrained brace(BRB).
The tests were carried out with 100 ton dynamic actuator and 50 ton static actuator.
The results obtained from the test are as follows;
① The increment aspect of maximum allowable loads was different as each specimens by the material of sheet and presence of BRB. The allowable loads of CB2T60-BR specimen was 13.42 ton which is about 2.38 times higher than that of non-retrofitted concrete beam-column specimen.
② The effective stiffness of specimens was decreased by each cycle. The stiffness of AR2T60-BR and CB2T60-BR specimens was calculated by 0.237/0.216 at 48㎜ displacement range, 0.134/0.136 at 72㎜ displacement range, 0.0789/0.0881 108㎜ displacement range and 0.0589/0.067 125㎜ displacement range
③ The Ductility of each specimens was increased by retrofitting method. Ductility of non-retrofitted specimen was about 5 and those of retrofitted specimen was about 7 ~ 10.
④ For results of this study, the retrofit method by aramid/carbon fiber sheet and BRB was considered very effective for non-retrofitted concrete beam-column joint to resist the lateral loads. But there are more needs to study about BRB parameter using together fiber sheets.
In 1988's the first earthquake resistant building design code in Korea did not specified earthquake resistant design of buildings lower than 6 stories. As every structural engineer recognize that it is very dangerous during earthquake although the building is only five stories if the first floor of a building stiffness is softer than other stories. The special care should be provided for this type of structure.
The lateral force reinforcing method of pilotis type structure can be classified into two types; 1) strengthening of column, and 2) strengthening of beam-column joint.
A column reinforcement using fiber sheet is very common due to its easy construction. Typical type of fibers used in reinforcing structural member are; 1)Carbon fiber, 2)Glass fiber, and 3)Aramid fiber.
Steel braces such as diagonal type, K-type, and X-type were the typical earthquake reinforcing method for the frame structure. However, much restriction follows in applying braces to low-rise soft story building for an earthquake reinforcement since most of soft story in first floor is designed for a parking lot. Buckling Restrained Brace(BRB) system was introduced by some scientists to overcome this limitation by installing it near the beam-column connection.
The purpose of this study is to investigate the lateral force strengthening effect of low-rise concrete building having soft story at the first floor. The specimens were reinforced with carbon/aramid fiber wrapping and both carbon/aramid fiber and buckling restrained brace(BRB).
The tests were carried out with 100 ton dynamic actuator and 50 ton static actuator.
The results obtained from the test are as follows;
① The increment aspect of maximum allowable loads was different as each specimens by the material of sheet and presence of BRB. The allowable loads of CB2T60-BR specimen was 13.42 ton which is about 2.38 times higher than that of non-retrofitted concrete beam-column specimen.
② The effective stiffness of specimens was decreased by each cycle. The stiffness of AR2T60-BR and CB2T60-BR specimens was calculated by 0.237/0.216 at 48㎜ displacement range, 0.134/0.136 at 72㎜ displacement range, 0.0789/0.0881 108㎜ displacement range and 0.0589/0.067 125㎜ displacement range
③ The Ductility of each specimens was increased by retrofitting method. Ductility of non-retrofitted specimen was about 5 and those of retrofitted specimen was about 7 ~ 10.
④ For results of this study, the retrofit method by aramid/carbon fiber sheet and BRB was considered very effective for non-retrofitted concrete beam-column joint to resist the lateral loads. But there are more needs to study about BRB parameter using together fiber sheets.
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