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최근 개정된 건축구조설계기준(KBC2009)에서는 건물의 내진성능 강화를 목적으로 구조형식별로 구조물의 안정성 확보를 위한 높이 제한에 대한 규정을 도입하고 있다. 이에 따라 높이 60m 이상인 RC 건축물인 경우, 내진설계범주 D에 해당하면 횡력저항부재인 구조 벽체를 특수전단벽으로 설계하도록 규정하고 있다. 그러나 최근 국내 건설현장의 대부분은 25층 이상의 고층 건물로 특수전단벽의 사용 빈도가 높아짐을 의미한다. 특수전단벽은 압축단부를 엄격하게 횡보강한 ...

최근 개정된 건축구조설계기준(KBC2009)에서는 건물의 내진성능 강화를 목적으로 구조형식별로 구조물의 안정성 확보를 위한 높이 제한에 대한 규정을 도입하고 있다. 이에 따라 높이 60m 이상인 RC 건축물인 경우, 내진설계범주 D에 해당하면 횡력저항부재인 구조 벽체를 특수전단벽으로 설계하도록 규정하고 있다. 그러나 최근 국내 건설현장의 대부분은 25층 이상의 고층 건물로 특수전단벽의 사용 빈도가 높아짐을 의미한다. 특수전단벽은 압축단부를 엄격하게 횡보강한 전단벽으로, 특수모멘트 골조의 기둥에 사용되는 횡보강 상세를 적용하게 되어 시공성의 어려움 뿐만 아니라 경제성에도 영향을 미치게 된다. 그러나 특수전단벽은 강진으로 인해 지진위험도가 높은 지역을 대상으로 벽체의 연성확보를 위해 도입된 규정인 반면, 우리나라는 지진에 대한 위험도가 그리 높지 않다는 점을 고려할 때 현재 규준의 배근상세를 따르는 것이 합리적인지에 대해 의문을 제기하며, 본 연구에서는 규준보다 완화된 배근상세를 제안하고, 특수전단벽과의 성능을 비교·평가하기 위해 횡방향 반복 하중 실험을 실시하였다. 그리고 그 실험값으로 FEMA P695의 내진성능평가를 통해 특수전단벽과 새로운 구조시스템인 완화된 배근상세를 갖는 특수전단벽의 성능을 비교하였다. FEMA P695 보고서에서 제시하고 있는 방법론은 기준에 제시되지 않은 새로운 구조시스템에 대한 내진성능을 평가해 볼 수 있는 방법론으로써 성능기반 내진설계를 기본 개념으로 지진데이터와 구조물의 거동에 관한 다양한 실험 데이터를 이용하여 붕괴위험도에 대한 확률적 평가를 바탕으로 지진력 저항시스템의 내진성능계수(Seismic Performance Factor, SPF)를 정량화하는 방법이다. 현 규준에 따라 설계된 특수전단벽과 완화된 배근상세를 갖도록 설계된 특수전단벽의 횡방향 반복 하중 실험을 최대강도, 모멘트-횡변위 관계, 강도저하 및 연성, 에너지 소산능력 등으로 비교·분석한 결과, 완화된 배근상세는 갖는 특수전단벽은 규준에 따른 특수전단벽과 유사한 성능을 가지며, 현재 설계기준에서 제시하는 1.5% 수준의 변형각 조건을 충분히 만족하고 있었다. 이 결과를 바탕으로 FEMA P695에서 제안하는 PG(Performance Group)으로 분류한 3가지 형태의 표준모델을 각각 보통전단벽, 특수전단벽, 완화된 단부 배근상세를 갖는 특수전단벽으로 설계하여 비선형 정적 푸쉬오버 해석과 비선형 동적증분해석(IDA)를 수행하여 FEMA P695에 따라 성능평가를 실시한 결과, 각각의 허용 ACMR(Adjusted Collapse Margin Ratio)인 1.62를 만족하였으며 각각의 PG(Performance Group)별 평균 ACMR 값 또한 허용ACMR인 2.09를 만족하였다. 따라서 완화된 배근상세를 갖는 특수전단벽의 성능이 설계기준에서 요구하는 내진성능을 만족하고 있는 것으로 판단되며, 앞으로 다양한 변수의 실험과 연구가 계속 이루어진다면 현재 규준보다 더 합리적인 배근상세를 설계할 수 있을 것으로 판단된다.

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