선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 이 연구에서는 국내에서 가용한 최대 규모의 지진 모의실험장치 (부산대학교, 5m×5m)에 맞게 내력벽 시스템을 적용한 10층 공동주택 축소 모델을 제작하였고(6), 지진 모의실험을 통하여 고층 공동주택의 지진응답거동을 관찰하고 내진성능과 특성을 평가하고자 한다.
- 하지만 국내외적으로 내력벽 구조의 내진특성에 대한 연구가 부족한 상황이다. 본 논문은 고층 공동주택의 지진 응답거동과 내진특성을 파악하기 위하여 국내에 가용한 지진모의실험장치를 고려하여 10층 내력벽식 R.C. 공동주택의 1:5 축소 모델을 제작, 지진모의실험을 수행하였다. 실험 결과 얻은 결론은 다음과 같다.
제안 방법
- Fig. 5 (a)와 같이 실험체의 전체거동을 측정하기 위하여 1, 2, 4, 6, 8, 10층에 변위계와 가속도계를 설치하였으며, 진동대 자체의 전도거동을 측정하기 위하여, 별도의 포스트를 진동대 모서리에 설치하여 횡변위를 계측하였다. Fig.
- Fig. 5 (c)와 같이 기초 바닥에는 자체 제작한 로드셀을 설치하여 벽체의 축력과 X, Y 방향 전단력을 측정하였다. 총 235개의 데이터를 취득하였으며, Fig.
- 실물크기 철근(D13, D10)에 상응하여, 축소모델 실험체(1:5)에서 D3, Ø2의 모델철근을 사용하였다. 모델철근은 상사성 원리(Table 2)에 근거하여 철근의 힘에 축소율을 적용하여 항복력을 정하였다. 항복력을 맞추기 위하여 진공 열처리를 수행하였다.
- 슬래브의 면외휨은 인방보가 있는 곳과 없는 곳으로 나누어 한 층에 3구역으로 2,4,6,8,10층에서 계측하였다. (Fig.
- 총 12번의 실험이 실시되었으며, 각 실험에 대한 진동대 입력파와 출력파의 최대지반가속도 (Peak Ground Acceleration ; PGA)를 Table 5에 나타내었다. 실험을 전후하여 백색파(White Noise) 실험을 실시하였다. Fig.
- 지진모의실험장치의 용량 (5m×5m, 600kN)과 사용재료인 철근의 가용성을 고려하여 층수를 10층으로 낮추었으며 축소율을 1:5로 결정하였다.
- 지진실험센터의 진동대의 용량(600kN)을 고려하여 모델의 유효하중을 절반으로 줄였으므로, 상사성의 원리(Table 1)에 근거 하여 시간 축을 기존 지진파의 1/√10 로 줄이고 가속도를 2배로 높였다.
- 모델철근은 상사성 원리(Table 2)에 근거하여 철근의 힘에 축소율을 적용하여 항복력을 정하였다. 항복력을 맞추기 위하여 진공 열처리를 수행하였다. 콘크리트 굵은 골재는 실물 골재의 크기인 25mm를 1:5축소한 5mm골재를 사용하였고, 물시멘트비 57%의 배합비를 사용하였다.
대상 데이터
- 설계 및 제작을 위한 표준 대상 건물은 아파트 주거 환경 통계(7)에 근거하여 국내의 가장 전형적인 형태의 모델을 선정하였으며, 한 세대의 규모가 89㎡이고 2세대가 1층을 이루는 15층 판상형의 고층 공동주택이다.
- 실물크기 철근(D13, D10)에 상응하여, 축소모델 실험체(1:5)에서 D3, Ø2의 모델철근을 사용하였다.
- 실험에 사용된 지진파는 Taft(N69E, S21E)이다. 지진실험센터의 진동대의 용량(600kN)을 고려하여 모델의 유효하중을 절반으로 줄였으므로, 상사성의 원리(Table 1)에 근거 하여 시간 축을 기존 지진파의 1/√10 로 줄이고 가속도를 2배로 높였다.
- 실험체는 2010년 8월부터 2011년 3월까지 약 6개월에 걸쳐 제작하였다. 실험은 2011년 6월 부산대 지진실험센터에서 수행하였다.
- 실험체는 2010년 8월부터 2011년 3월까지 약 6개월에 걸쳐 제작하였다. 실험은 2011년 6월 부산대 지진실험센터에서 수행하였다.
- 항복력을 맞추기 위하여 진공 열처리를 수행하였다. 콘크리트 굵은 골재는 실물 골재의 크기인 25mm를 1:5축소한 5mm골재를 사용하였고, 물시멘트비 57%의 배합비를 사용하였다.
데이터처리
- 10층 표준 대상 건물의 구조해석과 구조설계는 구조해석프로그램(MIDAS GEN)(8)을 이용하여 수행하였다. 대부분의 기존 공동주택이 KBC2005(9) 적용 이전에 건설된 점을 고려하여, 이전 기준인 AIK2000(10)에 따라 설계를 수행하였다.
이론/모형
- 슬래브의 면외휨은 인방보가 있는 곳과 없는 곳으로 나누어 한 층에 3구역으로 2,4,6,8,10층에서 계측하였다. (Fig. 16) 면외휨 변위를 이용한 변형각 산정은 FEMA356에서 제시하는 코드 회전각(Chord Rotation)(11) 산정 방법을 사용하였다(Fig. 15).
- 을 이용하여 수행하였다. 대부분의 기존 공동주택이 KBC2005(9) 적용 이전에 건설된 점을 고려하여, 이전 기준인 AIK2000(10)에 따라 설계를 수행하였다.
- 지진모의실험장치의 용량 (5m×5m, 600kN)과 사용재료인 철근의 가용성을 고려하여 층수를 10층으로 낮추었으며 축소율을 1:5로 결정하였다. 이때 1:5축소모델의 진모델 (True Replica Model) 무게는 851kN으로 진동대의 최대 허용무게인 600kN을 초과하여, 실험체의 무게를 절반 (425kN)으로 줄이고, 가속도를 2배로 증가시킴으로써 왜곡 모델(Distorted Model)을 채용하였다(Table 1). Table 2는 표준 대상 건물과 축소모델의 무게를 비교한 것이다.
성능/효과
- 109로 나타났다.(Table 4) 실험결과에 의한 밑면전단계수가 KBC2005로 산정한 값보다 X방향 1.92배, Y방향으로는 1.65배 크게 나타났다.
- 0.140XY 가진시 X방향 강성은 11.3kN/mm Y방향은 15.5kN/mm로 나타났고, 0.374XY 가진시 X방향 강성은 6.96kN/mm Y방향 강성은 13.5kN/mm로 나타났다. 0.
- 140XY까지 거의 일치 하였지만, 이후 실험에서는 차이를 보이기 시작하였다. 0.60XY실험의 X방향에서 관성력에 의한 밑면전단력은 166kN, 로드셀에 의한 밑면전단력은 135kN으로 31kN의 차이가 발생하였고, Y방향에서는 관성력에 의한 밑면전단력이 238kN, 로드셀에 의한 밑면전단력이 153kN으로 85kN의 큰 차이가 발생하였다.
- 2. 설계지진(0.374XY) 가진 결과 최대 층간변위는 1층에서 X방향(1.8mm), Y방향(1.85mm)으로서, 이는 KBC 2005(9)에서 요구한 1.5% 변위(8.1mm)보다 훨씬 작은 값을 보여주었다.
- 3. 설계지진(0.374XY)와 최대지진(0.60XY)에서 얻어진 공동주택의 밑면전단력은 반응수정계수를 3으로 본 설계스펙트럼과 1로 본 설계스펙트럼의 중간에 위치하였다. 최대지진에서 나타난 최종강도는 설계지진에서 나타는 강도의 1.
- 4. 밑면전단력과 최상층 변위의 이력곡선을 실험 단계별로 비교한 결과, 0.140XY에서는 거의 선형거동을 보였다. 설계지진인 0.
- 5. 인방보(Lintel Beam)가 없는 곳에서 측정한 슬래브 면외휨 회전각은 6층의 바닥 슬래브에서 최대 0.006rad으로 나타났으며, 이는 동일한 층의 인방보가 있는 두 부분에서 측정한 값 0.0002rad(엘레베이터 홀, 6F), 0.0004rad (침실, 4F) 보다 큰 슬래브 면외 변형이 나타났다.
- 6. 설계지진 0.374XY에서 관성력으로 계측된 X방향 최대 밑면 전단력 132kN에 대해, 이 중 엘리베이터 홀에서 38% (49.6kN)로 가장 큰 저항력을 보였고, Y방향 최대 밑면전단력 152kN에 대해, 가장 큰 저항력은 엘리베이터 홀의 18.2% (28.5kN), 외벽의 19.6% (29.9kN)로서 비슷하게 나타났다.
- 7. 벽체의 파괴 모드는 주로 휨에 의한 균열로 나타났으며, 전단 균열이 계단실 부근 벽체에서 일부 나타났다. 슬래브 균열은 주로 비지지 슬래브의 길이가 상대적으로 긴 부분에 집중하게 나타났다.
- 모델의 고유주기는 지진의 세기가 증가함에 따라 완만하게 증가하다가 0.60XY의 실험 전 후 고유주기가 X방향에서 0.303초에서 0.419초로, Y방향에서 0.308초에서 0.364초로 대폭 증가하였다.
- 설계지진인 0.374XY에서 관성력으로 계측된 X방향 최대 밑면전단력 132kN에 대해, 각 부위 중 8번(엘리베이터홀)에서 가장 큰 저항력을 보였고 38%(49.6kN) 정도를 부담하는 것으로 나타났다. Y방향 최대 밑면전단력 152kN에대해, 가장 큰 저항력은 부위 8번(엘리베이터 홀)의 18.
- 140XY에서는 거의 선형거동을 보였다. 설계지진인 0.374XY에서 비선형거동을 나타내기 시작 하여 최대지진인 0.60XY에서는 0.140XY와 비교하여 X 방향에서 약 60%, Y방향에서 약 31%의 상당히 큰 강성의 저하가 발생하였다. 0.
- 1mm) 이내로 제한하고 있다. 실험 결과 최대 층간변위는 1층에서 발생하였고, 설계지진 (0.374XY)일 때 X방향에서 1.8mm, Y방향에 약 1.85mm로서, 모두 허용값 8.1mm보다 훨씬 작은 값을 보여주었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.