최근 우리나라에도 지진이 빈번하게 발생하여 구조물의 내진성능에 관한 관심이 높아지고, 내진설계 규준도 강화되고 있는 추세이다. 현재 적용되고 있는 많은 내진설계 기준들은 실제 구조물의 비탄성 거동을 고려하여 탄성 상태의 강도요구량 보다 작은 강도를 기준으로 설계하도록 하고 있으며 이러한 목적을 위하여 반응수정계수(Response Modification Factor)를 도입하고 있다. 반응수정계수는 ATC 3-06 보고서에서 처음 제안 되었으며, 이 값은 과거 지진에서 관측된 구조물의 성능 수준과 전문가들의 경험을 바탕으로 합의를 통해서 결정된 것으로 기술적 실증적 자료가 부족하다. 현재 사용되는 반응수정계수의 문제점은 다음과 같이 정리 할 수 있다. 1) 내진규준에서 제시하는 반응수정계수는 이론적 근거가 부족하다. 2) 동일한 구조시스템이라 할지라도 구조물의 높이가 다른 구조물에 대해서 동일한 반응수정계수 값을 적용하는 것은 타당하지 않다. 3) 시스템 연성비, 초과강도, 여유도 등과 같은 요소들이 반응수정계수 값에 미치는 기여도가 명확하게 규명되어 있지 않다. 4) 건물의 높이나 평면형태의 변화에 따른 영향이 고려되어야 한다. 이러한 문제점을 해결하고 보다 합리적이고 신뢰할 수 있는 반응수정계수를 산정하기 현재까지 많은 연구가 수행되었지만 이중골조시스템에 대한 연구는 매우 부족한 상태이다. 특히 ...
최근 우리나라에도 지진이 빈번하게 발생하여 구조물의 내진성능에 관한 관심이 높아지고, 내진설계 규준도 강화되고 있는 추세이다. 현재 적용되고 있는 많은 내진설계 기준들은 실제 구조물의 비탄성 거동을 고려하여 탄성 상태의 강도요구량 보다 작은 강도를 기준으로 설계하도록 하고 있으며 이러한 목적을 위하여 반응수정계수(Response Modification Factor)를 도입하고 있다. 반응수정계수는 ATC 3-06 보고서에서 처음 제안 되었으며, 이 값은 과거 지진에서 관측된 구조물의 성능 수준과 전문가들의 경험을 바탕으로 합의를 통해서 결정된 것으로 기술적 실증적 자료가 부족하다. 현재 사용되는 반응수정계수의 문제점은 다음과 같이 정리 할 수 있다. 1) 내진규준에서 제시하는 반응수정계수는 이론적 근거가 부족하다. 2) 동일한 구조시스템이라 할지라도 구조물의 높이가 다른 구조물에 대해서 동일한 반응수정계수 값을 적용하는 것은 타당하지 않다. 3) 시스템 연성비, 초과강도, 여유도 등과 같은 요소들이 반응수정계수 값에 미치는 기여도가 명확하게 규명되어 있지 않다. 4) 건물의 높이나 평면형태의 변화에 따른 영향이 고려되어야 한다. 이러한 문제점을 해결하고 보다 합리적이고 신뢰할 수 있는 반응수정계수를 산정하기 현재까지 많은 연구가 수행되었지만 이중골조시스템에 대한 연구는 매우 부족한 상태이다. 특히 철근콘크리트전단벽이 사용된 구조물에 대한 반응수정계수 산정에 대한 연구는 아직 수행된 적이 없다. 국내 내진설계기준에서 반응수정계수의 값은 건물의 높이, 평면형태, 구조의 배치와는 무관하고 주어진 구주형식이 동일하면 같은 값을 사용하도록 되어 있다. 이러한 반응수정계수를 사용하여 내진설계를 했을 경우 모든 내진구조방식에 대하여 동일한 수준의 내진성능을 보장하기는 힘들다. 따라서 철근콘크리트 전단벽이 사용된 이중골조시스템의 높이와 경간 길이에 변화를 주어 반응수정계수를 산정하여 설계를 위한 보다 합리적인 반응수정계수에 대한 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 KBC-2009 설계기준에 따라 철근콘크리트 전단벽이 사용된 이중골조시스템을 일반 범용프로그램을 이용하여 설계하였다. 반응수정계수에 구조물의 높이가 어떠한 영향을 주는지 보기 위하여 기준에서 제시한 높이 제한 중 가장 높은 제한으로 층고를 3m로 하여 5, 10, 15, 20층으로 설계하였고, 또한 경간 길이의 변화에 따른 영향을 보기 위해 모든 층에 대하여 구조물의 평면의 한축을 고정하고 다른 한축에서의 경간 길이를 0.5배, 1배, 1.5배, 2배로 하여 3, 6, 9, 12m로 설계하였다. 먼저 구조물을 탄성설계 후 비선형구조해석 중 현재 가장 흔히 쓰이는 푸쉬오버해석을 이용해 구조물의 항복점을 찾고 해석 결과에서 구조물의 손상정도를 파악하고 거동한계를 설정함으로써 초과강도계수와 연성계수, 반응수정계수를 산정하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 건물의 높이가 증가함에 따라 초과강도는 변화가 일정하지 않지만 연성의 증가로 인해 반응수정계수가 증가하였고 규준에서 제시한 “5.5”를 초과하여 규준에 제신 된 값은 내진성능을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 2) 건물의 경간 길이가 증가함에 따라 초과강도는 감소하지만 연성이 증가하여 규준에서 제시한 값보다 반응수정계수가 크게 산정되었다. 이 또한 내진성능을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 3) KBC-2009에서 제시된 철근콘크리트 보통전단벽이 사용된 이중골조시스템의 반응수정계수인 “5.5”는 예제 건물의 보유능력에 의한 반응수정계수에 비해 작은 값이므로, 규준에서 구조물의 비탄성 거동을 과소평가하는 것으로 나타났다. 따라서, 철근콘크리트 많은 불확실성을 가지는 재료이므로 설계 시 비선형 정적해석을 이용하여 경제적인 설계가 되어야 할 것으로 생각된다.
최근 우리나라에도 지진이 빈번하게 발생하여 구조물의 내진성능에 관한 관심이 높아지고, 내진설계 규준도 강화되고 있는 추세이다. 현재 적용되고 있는 많은 내진설계 기준들은 실제 구조물의 비탄성 거동을 고려하여 탄성 상태의 강도요구량 보다 작은 강도를 기준으로 설계하도록 하고 있으며 이러한 목적을 위하여 반응수정계수(Response Modification Factor)를 도입하고 있다. 반응수정계수는 ATC 3-06 보고서에서 처음 제안 되었으며, 이 값은 과거 지진에서 관측된 구조물의 성능 수준과 전문가들의 경험을 바탕으로 합의를 통해서 결정된 것으로 기술적 실증적 자료가 부족하다. 현재 사용되는 반응수정계수의 문제점은 다음과 같이 정리 할 수 있다. 1) 내진규준에서 제시하는 반응수정계수는 이론적 근거가 부족하다. 2) 동일한 구조시스템이라 할지라도 구조물의 높이가 다른 구조물에 대해서 동일한 반응수정계수 값을 적용하는 것은 타당하지 않다. 3) 시스템 연성비, 초과강도, 여유도 등과 같은 요소들이 반응수정계수 값에 미치는 기여도가 명확하게 규명되어 있지 않다. 4) 건물의 높이나 평면형태의 변화에 따른 영향이 고려되어야 한다. 이러한 문제점을 해결하고 보다 합리적이고 신뢰할 수 있는 반응수정계수를 산정하기 현재까지 많은 연구가 수행되었지만 이중골조시스템에 대한 연구는 매우 부족한 상태이다. 특히 철근콘크리트 전단벽이 사용된 구조물에 대한 반응수정계수 산정에 대한 연구는 아직 수행된 적이 없다. 국내 내진설계기준에서 반응수정계수의 값은 건물의 높이, 평면형태, 구조의 배치와는 무관하고 주어진 구주형식이 동일하면 같은 값을 사용하도록 되어 있다. 이러한 반응수정계수를 사용하여 내진설계를 했을 경우 모든 내진구조방식에 대하여 동일한 수준의 내진성능을 보장하기는 힘들다. 따라서 철근콘크리트 전단벽이 사용된 이중골조시스템의 높이와 경간 길이에 변화를 주어 반응수정계수를 산정하여 설계를 위한 보다 합리적인 반응수정계수에 대한 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 KBC-2009 설계기준에 따라 철근콘크리트 전단벽이 사용된 이중골조시스템을 일반 범용프로그램을 이용하여 설계하였다. 반응수정계수에 구조물의 높이가 어떠한 영향을 주는지 보기 위하여 기준에서 제시한 높이 제한 중 가장 높은 제한으로 층고를 3m로 하여 5, 10, 15, 20층으로 설계하였고, 또한 경간 길이의 변화에 따른 영향을 보기 위해 모든 층에 대하여 구조물의 평면의 한축을 고정하고 다른 한축에서의 경간 길이를 0.5배, 1배, 1.5배, 2배로 하여 3, 6, 9, 12m로 설계하였다. 먼저 구조물을 탄성설계 후 비선형구조해석 중 현재 가장 흔히 쓰이는 푸쉬오버해석을 이용해 구조물의 항복점을 찾고 해석 결과에서 구조물의 손상정도를 파악하고 거동한계를 설정함으로써 초과강도계수와 연성계수, 반응수정계수를 산정하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 건물의 높이가 증가함에 따라 초과강도는 변화가 일정하지 않지만 연성의 증가로 인해 반응수정계수가 증가하였고 규준에서 제시한 “5.5”를 초과하여 규준에 제신 된 값은 내진성능을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 2) 건물의 경간 길이가 증가함에 따라 초과강도는 감소하지만 연성이 증가하여 규준에서 제시한 값보다 반응수정계수가 크게 산정되었다. 이 또한 내진성능을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 3) KBC-2009에서 제시된 철근콘크리트 보통전단벽이 사용된 이중골조시스템의 반응수정계수인 “5.5”는 예제 건물의 보유능력에 의한 반응수정계수에 비해 작은 값이므로, 규준에서 구조물의 비탄성 거동을 과소평가하는 것으로 나타났다. 따라서, 철근콘크리트 많은 불확실성을 가지는 재료이므로 설계 시 비선형 정적해석을 이용하여 경제적인 설계가 되어야 할 것으로 생각된다.
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