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논문 상세정보

비선형 동적 해석을 이용한 비내진 상세 RC 골조의 지진거동 특성 분석

A Study on the Seismic Response of a Non-earthquake Resistant RC Frame Using Inelastic Dynamic Analyses

초록

이 논문에서는 내진상세가 적용되지 않은 RC골조의 지진 거동 특성을 파악하였다. 해석 대상 건물은 내진 규준의 적용을 받지 않고 중력하중만을 고려하여 설계되었다. 원형철근이 주철근으로 사용되었으며, 부재는 낮은 수준의 전단력을 견딜 수 있는 최소한의 스터럽이 사용되어 코어 부분의 구속효과는 거의 없다. 평면비정형성을 가진 건물의 경우, 푸쉬오버 해석을 통해서는 비틀림으로 인한 평면상에서 연단부의 손상집중을 파악할 수 없으므로 비선형 동적해석을 사용하는 것이 바람직하다. 섬유요소를 이용한 비선형 동적해석은 양방향 지진하중과 비틀림 거동의 영향을 받는 RC골조의 거동을 성공적으로 예측할 수 있었다. 하지만, 보다 진보된 응답 예측을 위해서는 부착 미끄러짐과 같은 보-기둥 접합부의 국부거동을 정밀하게 나타내는 모델링 요소의 개발이 필요하다.

Abstract

In this study, characteristics of the seismic response of the non-earthquake resistant reinforced concrete (RC) frame were identified. The test building is designed to withstand only gravity loads and not in compliance with modern seismic codes. Smooth bars were utilized for the reinforcement. Members are provided with minimal amount of stirrups to withstand low levels of shear forces and the core concrete is virtually not confined. Columns are slender and more flexible than beams, and beam-column connections were built without stirrups. Through the modeling of an example RC frame, the feasibility of the fiber elementbased 3D nonlinear analysis method was investigated. Since the torsion is governed by the fundamental mode shape of the structure under dynamic loading, pushover analysis cannot predict torsional response accurately. Hence, dynamic response history analysis is a more appropriate analysis method to estimate the response of an asymmetric building. The latter method was shown to be accurate in representing global responses by the comparison of the analytical and experimental results. Analytical models without rigid links provided a good estimation of reduced stiffness and strength of the test structure due to bond-slip, by forming plastic hinges closer to the column ends. However, the absence of a proper model to represent the bond-slip poased the limitations on the current inelastic analysis schemes for the seismic analysis of buildings especially for those with round steel reinforcements. Thus, development of the appropriate bond-slip model is in need to achieve more accurate analysis.

저자의 다른 논문

참고문헌 (8)

  1. 한상환, 김인정, “지반특성과 지진지역에 따른 보통모멘트골조의 내진성능평가,” 대한건축학회논문집(구조계), 22권, 7호, 2006, pp. 19-25. 
  2. Bracci, J. M., Reinhorn, A. M., and Mander, J. B., “Seismic Resistance of Reinforced Concrete Frame Structures Designed Only for Gravity Loads: Part I-Design and Properties of a One-third Scale Model Structure,” Technical Report NCEER-92-0027, 1992, State University of New York, Buffalo, pp. 1-7. 
  3. Elnashai, A. S., Papanikolaou, V., and Lee, D. H., “ZEUSNL User Manual,” Mid-America Earthquake Center (MAE) Report, 2002, pp. 6-69. 
  4. Mander, J. B., Priestley, M. J. N., and Park, R., “Theoretical Stress-strain Model for Confined Concrete,” ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 8, 1988, pp. 1804-1826. 
  5. Martinez-Rueda, J. E. and Elnashai, A. S., “Confined Concrete Model under Cyclic Load,” Materials and Structures, Vol. 30, No. 197, 1997, pp. 139-147. 
  6. Park, R., “State-of-the Art Report, Ductility Evaluation from Laboratory and Analytical Testing,” Proceedings 9th WCEE, Tokyo-Kyoto, Japan, Vol. VIII, 1988, pp. 605-616. 
  7. SEAOC, Performance Based Seismic Engineering of Buildings, Vision 2000 Committee, Structural Engineers Association of California, Sacramento, California, 1995, 115 pp. 
  8. Jeong, S. H. and Elnashai, A. S., “Analytical Assessment of an Irregular RC Frame for Full-scale 3D Pseudo-dynamic Testing: Part II-Condition Assessment and Test Deployment,” Journal of Earthquake Engineering, Vol. 9, No. 2, 2005, pp. 265-282. 

이 논문을 인용한 문헌 (1)

  1. Shin, Kyung-Jae ; Yeo, Un-Seo ; Lee, Swoo-Heon 2012. "Seismic-Resistance Performance Evaluation of RC Moment Frame for Seismic Waves with Different Response Characteristics" 大韓建築學會論文集 : Journal of the architectural institute of Korea : Structure & construction / 構造系, 28(4): 47~54 

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