학교, 관공서 등 기존 소규모 건물에는 조적건물 및 철근콘크리트모멘트골조를 조적벽체로 채운 조적채움골조(masonry-infilled frame)가 널리 사용된다. 조적벽체 및 조적채움벽체는 기본적으로 중력하중에 저항하지 못하는 비내력벽이므로 구조설계에는 통상 하중으로만 고려된다. 하지만 지진하중에 대해서는 면내전단강도(in-plane shear action)를 통해 횡강성 및 횡강도에 기여할 수 있다. 특히 허리벽, 날개벽 등과 같이 골조 내부 전체를 채우지 않더라도 채움벽과 인접 골조 사이에는 경계면 전단 및 지압(...
학교, 관공서 등 기존 소규모 건물에는 조적건물 및 철근콘크리트모멘트골조를 조적벽체로 채운 조적채움골조(masonry-infilled frame)가 널리 사용된다. 조적벽체 및 조적채움벽체는 기본적으로 중력하중에 저항하지 못하는 비내력벽이므로 구조설계에는 통상 하중으로만 고려된다. 하지만 지진하중에 대해서는 면내전단강도(in-plane shear action)를 통해 횡강성 및 횡강도에 기여할 수 있다. 특히 허리벽, 날개벽 등과 같이 골조 내부 전체를 채우지 않더라도 채움벽과 인접 골조 사이에는 경계면 전단 및 지압(interface shear and bearing) 작용을 통해 힘전달이 발생하며 결국 채움벽은 전체 건물의 내진성능에 큰 영향을 미친다. PartⅠ, 이 연구에서는 벽체와 슬래브로 구성된 RC 골조 내부에 조적채움벽을 설치한 채움골조의 내진성능을 연구하였다. 조적채움벽이 있거나 없는 4개의 RC 벽-슬래브 골조에 대하여 횡하중 반복가력실험을 수행하고, 강도, 강성, 연성 및 파괴모드를 분석하였다. 특히 조적벽체와 RC벽체 사이 상호작용에 초점을 맞추어 채움골조의 거동을 분석하였다. 실험결과, 벽-슬래브 채움골조는 채움벽이 없는 RC골조의 변형능력과 동등한 수준인 횡변위비 5%의 큰 변형능력을 발휘하였다. 조적벽체 상부에 유격이 있음에도 불구하고, 벽-슬래브 채움골조의 강도 및 강성은 채움벽-골조 상호작용에 의해 크게 증가하였으며, 채움벽-골조 상호작용에 의한 강도증가는 재하방향에 따라 서로 달랐다. 벽-슬래브 채움골조에 사용된 파괴모드는 가로줄눈파괴, 대각균열파괴, 로킹파괴, 모서리압괴, 경계면 마찰/부착 파괴 등이 복합되어 복잡하다. 향후 벽-슬래브 골조에 사용된 조적채움벽의 전단강도 및 골조-채움벽 상호작용에 대하여 실험, 유한요소해석, 비선형모델링 등 다방면의 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. PartⅡ, 이 연구에서는 저층 조적건물을 선형해석기반 m계수법의 적정성을 조사하였다. 먼저, 평가요령 및 ASCE 41-17에 제시된 조적벽체의 파괴모드별 전단강도를 검토하였다. 저층 파출소 건물에 대하여 내진성능을 평가하고, 개구부의 영향과 힘기반 m계수법에 의한 선형평가의 한계를 논하였다. 마지막으로 비선형정적절차에 따라 조적건물의 내진성능을 재평가하고, 저층 조적건물을 위한 내진성능평가 고려사항을 제안하였다. 실험결과, 조적벽체의 파괴모드 및 전단강도는 형상비와 축하중의 영향을 크게 받았다. m계수법에 의한 선형평가 결과, ‘불만족(NG)’으로 평가된 벽체들은 형상비가 약 이상으로 강체회전(R) 및 단부압괴(TC)가 지배적인 파괴모드였으며, 개구부 사잇 벽체(벽기둥, wall pier)는 ()가 2 이상인 세장한 벽체로서 수평지진력에 대한 분담율은 낮았지만 중력하중에 대한 분담율은 상대적으로 높았다. ASCE 41-17에 따른 비선형정적평가 결과, 저층 조적건물은 항복 후 제한적인 변형능력 범위에서 연성거동을 보이다 파괴되었다. 비선형정적해석에서는 응력흐름의 불연속과 격막 슬래브 부재로 인해 개구부 주변에서 조적벽체 면외변형이 발생되었다. 이러한 개구부 주변 면외변형은 직교방향 지진하중 중첩과 평면 비정형으로 인한 비틀림에 의해 더 커질 수 있다. 이처럼 개구부 주변에서 발생하는 면외변형이 조적건물의 내진성능에 미치는 영향에 대하여 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
학교, 관공서 등 기존 소규모 건물에는 조적건물 및 철근콘크리트 모멘트골조를 조적벽체로 채운 조적채움골조(masonry-infilled frame)가 널리 사용된다. 조적벽체 및 조적채움벽체는 기본적으로 중력하중에 저항하지 못하는 비내력벽이므로 구조설계에는 통상 하중으로만 고려된다. 하지만 지진하중에 대해서는 면내전단강도(in-plane shear action)를 통해 횡강성 및 횡강도에 기여할 수 있다. 특히 허리벽, 날개벽 등과 같이 골조 내부 전체를 채우지 않더라도 채움벽과 인접 골조 사이에는 경계면 전단 및 지압(interface shear and bearing) 작용을 통해 힘전달이 발생하며 결국 채움벽은 전체 건물의 내진성능에 큰 영향을 미친다. PartⅠ, 이 연구에서는 벽체와 슬래브로 구성된 RC 골조 내부에 조적채움벽을 설치한 채움골조의 내진성능을 연구하였다. 조적채움벽이 있거나 없는 4개의 RC 벽-슬래브 골조에 대하여 횡하중 반복가력실험을 수행하고, 강도, 강성, 연성 및 파괴모드를 분석하였다. 특히 조적벽체와 RC벽체 사이 상호작용에 초점을 맞추어 채움골조의 거동을 분석하였다. 실험결과, 벽-슬래브 채움골조는 채움벽이 없는 RC골조의 변형능력과 동등한 수준인 횡변위비 5%의 큰 변형능력을 발휘하였다. 조적벽체 상부에 유격이 있음에도 불구하고, 벽-슬래브 채움골조의 강도 및 강성은 채움벽-골조 상호작용에 의해 크게 증가하였으며, 채움벽-골조 상호작용에 의한 강도증가는 재하방향에 따라 서로 달랐다. 벽-슬래브 채움골조에 사용된 파괴모드는 가로줄눈파괴, 대각균열파괴, 로킹파괴, 모서리압괴, 경계면 마찰/부착 파괴 등이 복합되어 복잡하다. 향후 벽-슬래브 골조에 사용된 조적채움벽의 전단강도 및 골조-채움벽 상호작용에 대하여 실험, 유한요소해석, 비선형모델링 등 다방면의 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. PartⅡ, 이 연구에서는 저층 조적건물을 선형해석기반 m계수법의 적정성을 조사하였다. 먼저, 평가요령 및 ASCE 41-17에 제시된 조적벽체의 파괴모드별 전단강도를 검토하였다. 저층 파출소 건물에 대하여 내진성능을 평가하고, 개구부의 영향과 힘기반 m계수법에 의한 선형평가의 한계를 논하였다. 마지막으로 비선형정적절차에 따라 조적건물의 내진성능을 재평가하고, 저층 조적건물을 위한 내진성능평가 고려사항을 제안하였다. 실험결과, 조적벽체의 파괴모드 및 전단강도는 형상비와 축하중의 영향을 크게 받았다. m계수법에 의한 선형평가 결과, ‘불만족(NG)’으로 평가된 벽체들은 형상비가 약 이상으로 강체회전(R) 및 단부압괴(TC)가 지배적인 파괴모드였으며, 개구부 사잇 벽체(벽기둥, wall pier)는 ()가 2 이상인 세장한 벽체로서 수평지진력에 대한 분담율은 낮았지만 중력하중에 대한 분담율은 상대적으로 높았다. ASCE 41-17에 따른 비선형정적평가 결과, 저층 조적건물은 항복 후 제한적인 변형능력 범위에서 연성거동을 보이다 파괴되었다. 비선형정적해석에서는 응력흐름의 불연속과 격막 슬래브 부재로 인해 개구부 주변에서 조적벽체 면외변형이 발생되었다. 이러한 개구부 주변 면외변형은 직교방향 지진하중 중첩과 평면 비정형으로 인한 비틀림에 의해 더 커질 수 있다. 이처럼 개구부 주변에서 발생하는 면외변형이 조적건물의 내진성능에 미치는 영향에 대하여 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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