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문제 정의
- 따라서 이 논문에서는 국내 공동주택의 대표적인 구조형식으로 적용되고 있는 전단벽식 구조시스템을 대상으로 제진 구조의 적용성을 검토해 보고자 한다. 단, 제진구조의 특성은 제진장치 및 아파트 건물의 규모 및 형태에 따라 다르게 나타날 수 있음으로 모든 종류의 건물들을 대상으로 적용성 여부를 검토하는 것은 한계가 있어 여기서는 LH공사에 현재 설계 중이거나 이전에 설계된 벽식구조 건물들 중 대표성을 갖는 4개의 건물들로 한정하였으며, 제진장치는 전단벽식 공동주택의 동적특성과 지진 발생 시 거동, 국내 제진장치 제작사의 제작능력 등을 고려하여 강재이력형 제진장치로 제한하였다.
- 이 연구에서 전단벽식 구조시스템의 내진성능확보를 위하여 사용한 제진장치는 강재이력형 제진장치로 제한하였는데, 이는 국내 제진장치 제조사의 제작능력을 고려하고, 강성이 큰 전단벽식 구조의 동적특성을 고려하여 결정된 것이다. 뿐만 아니라 제진장치 적용에 있어서 시공과 유지관리 비용 또한 제진장치 결정에 중요한 고려 대상이므로 변위의존형 제진장치(displacement-dependent damping device)가 속도의존형 제진장치(velocity-dependent damping device)에 비하여 상대적으로 관련된 비용이 저렴한 것으로 판단되어 이 연구에서는 제진장치의 종류를 강재이력형 또는 마찰형 제진장치와 같은 변위의존형 제진장치(Christopoulos and Filiatrault, 2006)로 한정하였다.
- 이 연구에서는 국내 아파트 건물의 주요 횡력저항시스템인 전단벽식 구조를 대상으로 제진장치의 적용 가능성을 검토해 보았다. 연구목적 달성을 위하여 ASCE/SEI 7-10 제진구조물 설계방법론을 4개의 제진장치 없이 기 설계된 전단벽식 아파트에 적용하여 내진성능 확보를 위하여 요구되는 제진장치의 성능에 대하여 조사하였다.
가설 설정
- Case 1～4에 대하여 계산된 SFRS의 항복강도, 항복변위를 포함한 비선형거동이 표 4에 정리되어 있다. 여기서, SFRS의 예상항복강도는 제진장치의 영향을 고려하여 전체 설계밑면전단력의 75%으로 설계하였을 때를 가정하여 산정한 값이다.
- 제진장치 적용성 판단의 일반화와 탄성해석을 이용한 간편 접근법을 위해 각 아파트에 제진장치를 직접적으로 배치하는 것보다는 그림 3과 같이 각 층에 수평하게 모든 층에 제진장치가 배치된 것으로 가정하였다. 이와 같이 이상화된 제진장치의 배치는 각 층별 제진장치의 기여도를 평가할 수 있기 때문에 제진장치의 기본설계에 기초자료로 유용하게 사용될 수 있다.
- 표 4에 주어진 SFRS의 가정된 비선형 거동을 이용하여 제진장치를 설계함에 있어 건물의 높이(1～4층, 5～9층, 10～15층)에 따라 3종류의 제진장치를 사용하는 것으로 가정하였다. 1층부터 4층까지는 고강성 고항복하중의 제진장치를 사용하는 반면 고층부에는 저강성 저항복하중의 제진장치를 사용하도록 배치하여 모든 제진장치가 거의 동일한 항복변위(1.
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