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육각형 블록을 이용한 채움벽 RC 골조의 채움벽 내진성능평가
Seismic Performance Evaluation of Hexagonal Blocks Infilled RC Frames 원문보기

구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection, v.15 no.4 = no.68, 2011년, pp.116 - 124  

장극관 (서울과학기술대학교 건축학부) ,  서대원 ((주)에코닝 지진방재기술연구소) ,  고태현 (서울과학기술대학교 건축공학과)

초록
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일반적으로 조적조는 시공이 용이하고 경제적인 구조로서 국내뿐만 아니라 해외에서도 가장 오래되고 광범위하게 사용되는 구조이다. 조적벽RC 골조에 장막벽으로 사용하는 채움벽 형태의 구조는 시공이 용이하고 경제적이기 때문에 저층 주거용 건물, 학교건물 등에 많이 적용되고 있으나, 설계시에는 비구조부재로 취급되어 채움벽의 효과를 반영하지 않고 있다. 본 연구에서는 기존의 사각형 조적개체의 횡력에 대한 취약성을 개선하기 위해 개발된 육각형 블록을 RC 골조 채움벽에 적용한 채움벽 골조에 대한 구조실험을 수행하여 육각형블록 조적채움벽의 효과를 평가하고자 하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

RC frames with unreinforced masonry infiledl walls are common in worldwide. Since infilled walls are normally considered as non-structural elements, their presence is often ignored by engineers. In this study, to improve the seismic performance of masonry walls, hexagonal block was developed and the...

주제어

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문제 정의

  • 전술한 바와 같이 기존의 연구에서는 채움벽효과에 대한 연구 혹은 FRP 보강 등에 의한 성능개선 등에 대한 연구가 대부분이며, 조적조의 특징인 횡하중에 대한 취약성을 개선하고자 하는 연구는 거의 없는 상태이다. 따라서 본 연구에서는 횡력에 취약한 기존 조적조의 개선을 위해 개발된 육각형 형태의 블록을 소개하고, 개발된 육각형 중공형 블록을 RC 골조의 채움벽에 사용하였을 때의 횡저항에 대한 효과를 조사하였다. 이는 추후 강도증진을 이용한 내진보강법으로 육각형의 형상을 갖는 PC 조적개체를 활용한 내진보강법의 개발을 위한 기초연구자료를 위한 연구이다.
  • 본 연구에서는 기존의 사각형 조적개체의 횡력에 대한 취약성을 개선하기 위해 개발된 육각형 블록을 RC 골조채움벽에 적용할 때의 구조성능 개선에 대한 효과를 평가하고자 하였다. 순수 골조 실험체와 육각형 조적 채움벽실험체에 대한 구조성능 실험을 수행하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 이러한 골조에서 채움벽의 효과에 대한 연구는 Holmes(1961), Stafford Smith(1962, 1966, 1967), 그리고 Mainstone, Weeks(1970) 등에 의해 채움벽 골조의 횡하중에 대한 거동에 대한 연구가 수행되었으며, 비교적 최근에는 Angel(1994)에 의해 조적채움벽 RC 골조의 거동에 대한 실험연구가 있었다. 이 연구에서는 조적 채움벽 골조의 횡하중에 대해 형상비, 수직하중 분포 등을 변수로 하였으며, 조적개체 및 줄눈의 강도에 대해 함께 연구되었고, 실험결과를 기초로 해석법을 개발하여 발표하였다. E.
  • 따라서 본 연구에서는 횡력에 취약한 기존 조적조의 개선을 위해 개발된 육각형 형태의 블록을 소개하고, 개발된 육각형 중공형 블록을 RC 골조의 채움벽에 사용하였을 때의 횡저항에 대한 효과를 조사하였다. 이는 추후 강도증진을 이용한 내진보강법으로 육각형의 형상을 갖는 PC 조적개체를 활용한 내진보강법의 개발을 위한 기초연구자료를 위한 연구이다.
  • 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 Fig. 1(a)와 같은 육각형 형상의 블록을 개발하였다. 육각형 블록은 기존 사각형 형태의 조적조에서 발생하는 가로ㆍ세로 통줄눈 발생을 방지함으로 조적벽체의 줄눈 미끄러짐 파괴에 있어 지연효과가 발생하여 횡력에 대한 저항성을 높여 횡력에 취약한 조적조의 단점을 보완해 줄 수 있으며 외관상으로도 심미적인 효과도 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
조적벽을 RC 골조에 장막벽으로 사용하는 채움벽 형태의 구조가 저층 주거용 건물, 학교건물 등에 많이 적용되는 이유는 무엇인가? 그러나 수직하중에 대한 저항능력에 비해 수평하중에 대해 매우 취약한 특성을 갖고 있으며 이에 따라 근래에는 일부 저층 구조물을 제외하고는 사용이 줄어들고 있는 형편이다. 그러나 조적벽을 RC 골조에 장막벽으로 사용하는 채움벽 형태의 구조는 시공이 용이하고 경제적이기 때문에 저층 주거용 건물, 학교건물 등에 많이 적용되고 있다.
기존의 사각형 조적개체가 축력에는 강하지만 횡력에 대해 취약한 구조인 이유는 무엇인가? 기존의 사각형 조적개체는 축력에는 강하지만 횡력에 대해 취약한 구조이다. 이는 조적조의 특성상 수평방향으로 통줄눈이 발생하게 되며 이에 따라 횡력을 받게될 때 모르타르 줄눈의 균열에 의해 파괴가 발생하기 때문이다.
일반적으로 조적조는 어떤 구조인가? 일반적으로 조적조는 시공이 용이하고 경제적인 구조로서 국내뿐만 아니라 해외에서도 가장 오래되고 광범위하게 사용되는 구조이다. 그러나 수직하중에 대한 저항능력에 비해 수평하중에 대해 매우 취약한 특성을 갖고 있으며 이에 따라 근래에는 일부 저층 구조물을 제외하고는 사용이 줄어들고 있는 형편이다.
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참고문헌 (18)

  1. 대한건축학회, 건축구조기준(KBC 2009), 2009. 

  2. 권기혁, 나선형, 긴결철물을 이용한 조적치장벽체의 전단거동에 대한 실험연구, 한국구조물진단학회지, 11(2), 2007. 

  3. 신종학, 하기주, 이희종, 철근콘크리트 프레임면내 조적벽체의 골조구속에 따른 내진성능 평가 및 개선, 한국구조물진단학회지, 5(3), 2001. 

  4. 이정한, 중저층 건축물의 내진성능 및 내진보강, 광운대학교 대학원 박사학위 논문, 2004. 

  5. 장극관, 서대원, 한태경, 반복하중을 받는 육각형 블록벽체 전단내력평가, 한국구조물진단학회지, 14(6), 2010. 

  6. Angel, J. E., Abrams, D., Shapiro, D., Uzarski, J. Webster, M., Behavior of reinforced concrete frames with masonry infills, Rep. UILU-ENG-94-2005, Dept. of Civ. Engrg., Univ. of Illinois, Urbana Champaign, Ill. 194. 

  7. Armin B. Mehrabi, P. Benson Shing, Michael P. Schuller, Experimental Evaluation of Masonry Infilled RC Frames, Journal of Structural Engineering, ASCE, March, 1996. 

  8. Arturo Tena-Colunga, Artemio Juarez-Angeles, Victor H. Salinas-Vallejo, Cyclic Behabior of Combined and Confined Masonry Walls, Engineerng Structures, 31, 2009. 

  9. E. Yuksel, H. Ozkaynak, O. Buyukozturk, C. Yalcin, A. A. Dindar, M. Surmeli, D. Tasstan, Performance of alternative CFRP retrofiting schemes used in infilled RC frames, Construction and Building Materials, Elsevier, 24, 2010. 

  10. G. Michele Calvi, Davide Bolognini, Andrea Penna, Seismic Performance of Masonry Infilled R.C. Frames: Benefits of Slight Reinforcements, 6th Congresso Nacional de Sismologia Engenharia Sismica, 2004. 

  11. Holmes, M., Steel Frames with Brickwork and Concrte Infilling, Proc. Inst. Civ. Engrs. 19, 1961. 

  12. Marwan T. Shedid, Robert G. Dryadale and Wael W. El-Dakhakhni, Behavior of Fully Grouted Reinforced Concrete Masonry Shear Walls Failing in Flexure: Experimental Results, Journal of Structural Engineering, ASCE, November, 2008. 

  13. M. Paz, W. Leigh, Structural Dynamics-Theory and Computation, Kluwer Acadamic Publishers, 2001. 

  14. M. Y. Kaltakci, A. Koken, H. H. Korkmaz, An experimental study on the behavior of infilled steel frames under reversed cycling loading, Iranian Journal of Science & Technology, 32(B2), 2008. 

  15. Stafford Smith, B., Lateral Stiffness of Infilled Frames, J. Struct. Div, ASCE, 88(6), 1962. 

  16. Stafford Smith, B., Behavior of the square infilled frame, J. Struct. Div, ASCE, 92(1), 1966. 

  17. Stafford Smith, B., Method for predicting the lateral stiffness and strength of Multi-story infilled frames, Build, Sci. Pergamon Press, Oxford, U.K. 2, 1967. 

  18. T. Paulay, M. J. N. Priestley, Seismic of Reinforced Concrete and Masonry Buildings, John Wiley & Sons, Inc., 1992. 

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