본 논문은 전단벽과 슬래브, 인방보의 연결부재로 구성되는 독특한 구조형식으로 이루어진 국내 철근콘크리트(RC)조 공동주택의 지진거동을 정확하게 평가하기 위한 방법을 제시하기 위한 기초연구이다. 이를 위하여 인방보의 유무에 따른 RC조 전단벽식 부분구조 실험체 2개에 대하여 선형 스프링모델에 의한 비선형 정적해석을 실시하고 기존의 실험결과와 비교 분석하여 그 신뢰성을 검증 하였다. 인방보가 없는 실험체의 경우, 해석결과가 실험결과에 의한 비선형 거동을 정확히 모사하고 있는 것으로 나타났다. 반면, 인방보가 있는 실험체의 경우, 해석결과의 경우, 정방향 가력시 실험결과 보다 작은 실험체의 변형으로 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없게 되면서, 해석결과가 실험결과보다 재하시의 동일 변형에서의 내력과 잔류변형 등을 작게 평가하는 것으로 나타났다.
본 논문은 전단벽과 슬래브, 인방보의 연결부재로 구성되는 독특한 구조형식으로 이루어진 국내 철근콘크리트(RC)조 공동주택의 지진거동을 정확하게 평가하기 위한 방법을 제시하기 위한 기초연구이다. 이를 위하여 인방보의 유무에 따른 RC조 전단벽식 부분구조 실험체 2개에 대하여 선형 스프링모델에 의한 비선형 정적해석을 실시하고 기존의 실험결과와 비교 분석하여 그 신뢰성을 검증 하였다. 인방보가 없는 실험체의 경우, 해석결과가 실험결과에 의한 비선형 거동을 정확히 모사하고 있는 것으로 나타났다. 반면, 인방보가 있는 실험체의 경우, 해석결과의 경우, 정방향 가력시 실험결과 보다 작은 실험체의 변형으로 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없게 되면서, 해석결과가 실험결과보다 재하시의 동일 변형에서의 내력과 잔류변형 등을 작게 평가하는 것으로 나타났다.
Domestic reinforced concrete (RC) apartments have a unique structural system that consists of shear walls and rink members of slabs and lintels. In this study, the nonlinear static analysis of two RC shear wall sub-assemblages, with and without lintels, was conducted using the uniaxial spring model ...
Domestic reinforced concrete (RC) apartments have a unique structural system that consists of shear walls and rink members of slabs and lintels. In this study, the nonlinear static analysis of two RC shear wall sub-assemblages, with and without lintels, was conducted using the uniaxial spring model to develop a method for accurately predicting the seismic behavior of domestic RC apartments. In the case of the specimen without lintels, the analytical result successfully represented a simulation of the nonlinear behavior of the specimen in accordance with the test result. On the other hand, in the case of the specimen with lintels, the analysis resulted in underestimating the nonlinear behavior of the specimen compared to the test result, because the coupling effect could not be predicted from the earlier loading cycle.
Domestic reinforced concrete (RC) apartments have a unique structural system that consists of shear walls and rink members of slabs and lintels. In this study, the nonlinear static analysis of two RC shear wall sub-assemblages, with and without lintels, was conducted using the uniaxial spring model to develop a method for accurately predicting the seismic behavior of domestic RC apartments. In the case of the specimen without lintels, the analytical result successfully represented a simulation of the nonlinear behavior of the specimen in accordance with the test result. On the other hand, in the case of the specimen with lintels, the analysis resulted in underestimating the nonlinear behavior of the specimen compared to the test result, because the coupling effect could not be predicted from the earlier loading cycle.
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문제 정의
이에 따라 기존 연구(3)에서 수행된 2층 RC 조 전단벽식 부분구조 실험체를 대상으로 선형 스프링 모델에 의한 비선형 정적해석을 실시하고, 해석결과와 실험결과의 비교 ‧ 분석을 통하여, 선형 스프링모델을 이용한 비선형 정적해석방법의 신뢰성을 검증하고자 한다. 또한, 벽체를 연결하는 인방보의 지진시 거동을 해석적으로 검토하고, 인방보가 구조물 전체의 지진거동에 미치는 영향에 대해서도 알아보고자 한다.
본 연구는 선형 스프링모델을 이용한 비선형 지진 응답해석방법(6)을 적용하여 국내 RC조 공동주택의 비선형 지진거동을 간단하면서도 정확히 예측할 수 있는 방법을 제시하기 위한 기초 자료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라 기존 연구(3)에서 수행된 2층 RC 조 전단벽식 부분구조 실험체를 대상으로 선형 스프링 모델에 의한 비선형 정적해석을 실시하고, 해석결과와 실험결과의 비교 ‧ 분석을 통하여, 선형 스프링모델을 이용한 비선형 정적해석방법의 신뢰성을 검증하고자 한다.
을 적용하여 국내 RC조 공동주택의 비선형 지진거동을 간단하면서도 정확히 예측할 수 있는 방법을 제시하기 위한 기초 자료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이에 따라 기존 연구(3)에서 수행된 2층 RC 조 전단벽식 부분구조 실험체를 대상으로 선형 스프링 모델에 의한 비선형 정적해석을 실시하고, 해석결과와 실험결과의 비교 ‧ 분석을 통하여, 선형 스프링모델을 이용한 비선형 정적해석방법의 신뢰성을 검증하고자 한다. 또한, 벽체를 연결하는 인방보의 지진시 거동을 해석적으로 검토하고, 인방보가 구조물 전체의 지진거동에 미치는 영향에 대해서도 알아보고자 한다.
전단벽과 슬래브, 인방보의 연결부재로 구성되는 독특한 구조형식을 갖는 국내 RC조 공동주택의 지진에 의한 비선형 거동을 정확히 평가할 수 있는 방법을 제시하기 위한 기초연구로서, 인방보 유무에 따른 RC조 전단벽식 부분구조 실험체 2개를 대상으로 선형 스프링모델에 의한 비선형 정적해석을 실시하여 실험결과와 비교한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
가설 설정
를 이용하여 실시하였으며, 실험체의 벽체는 그림 4와 같이 벽체 중심에 위치하는 한 개의 선형부재(기둥)로 치환하여, 부재의 휨거동은 부재 양단부에 위치하는 휨스프링에 의하여, 부재의 전단거동 및 축거동은 부재 중심부에 위치하는 전단 스프링과 축스프링에 의하여 나타내는 선형 스프링모델로 모델화하였다. 또한, 벽체 상단부는 Rigid Link로, 바닥슬래브는 Rigid Diaphragm으로 가정하였다.
제안 방법
실험체 RCSW-B의 인방보는 실험결과 전단거동이 탁월한 것으로 나타나, 그림 4(b)와 같이 보중앙부에 전단스프링을 갖는 선형부재로 모델화하였으며, 벽체의 휨스프링과 동일한 그림 5(a)의 복원력특성 모델을 적용하였다. 단, 인방보의 전단강도 이후의 현저한 강도저하를 고려하여 표 5와 같은 강도 저하 관련 계수를 적용하였다.
연구는 3차원 비선형 해석프로그램인 CANNY(7)를 이용하여 실시하였으며, 실험체의 벽체는 그림 4와 같이 벽체 중심에 위치하는 한 개의 선형부재(기둥)로 치환하여, 부재의 휨거동은 부재 양단부에 위치하는 휨스프링에 의하여, 부재의 전단거동 및 축거동은 부재 중심부에 위치하는 전단 스프링과 축스프링에 의하여 나타내는 선형 스프링모델로 모델화하였다. 또한, 벽체 상단부는 Rigid Link로, 바닥슬래브는 Rigid Diaphragm으로 가정하였다.
본 연구에서 대상으로 하는 실험체는 실물 크기의 약 60%에 해당하는 축소 실험체로, 전단벽의 개구부 상부에 인방보를 배치하지 않은 실험체 RCSW, 인방보를 배치한 실험체 RCSW-B의 두개로, 해석대상 실험체의 상세는 그림 1및 표 1, 실험체 제작에 사용된 콘크리트와 철근의 재료시험 결과는 각각 표 2와 표 3과 같다. 전단벽 사이의 수평하중을 전달하는 연결부재로서 실험체 RCSW에는 슬래브가, 실험체 RCSW-B에는 슬래브와 인방보가 계획되었다.
전단스프링에는 골격곡선이 Tri-linear 형태이며 과거 최대가력점을 향하여 가력하는 것을 특징으로 하는 최대가력점 지향형 모델을 적용하였다. 축스프링은 압축측은 강성저하가 없으며, 인장측은 인장강도 이후에 강성이 저하하는 Bi-linear형태의 골격곡선을 갖는 것을 특징으로 한다.
한편, 가력은 기존 연구의 실험방법과 동일한 가력위치 및 가력이력에 따른 변위제어에 의하여 실시하였다.
한편, 기존 연구의 실험에서는 3층 바닥에서 715 mm 떨어진 액츄에이터 중심위치에 t=300mm의 벽체와 가력보를 설치하고 가력을 실시하였으며, 해석에서도 실험과 동일한 위치에서 가력을 실시하기 위하여 3층 바닥에서 가력위치까지의 높이를 3층 높이로 하여 1, 2층과 동일한 벽체가 존재하는 것으로 모델화하였다.
대상 데이터
본 연구에서 대상으로 하는 실험체는 실물 크기의 약 60%에 해당하는 축소 실험체로, 전단벽의 개구부 상부에 인방보를 배치하지 않은 실험체 RCSW, 인방보를 배치한 실험체 RCSW-B의 두개로, 해석대상 실험체의 상세는 그림 1및 표 1, 실험체 제작에 사용된 콘크리트와 철근의 재료시험 결과는 각각 표 2와 표 3과 같다. 전단벽 사이의 수평하중을 전달하는 연결부재로서 실험체 RCSW에는 슬래브가, 실험체 RCSW-B에는 슬래브와 인방보가 계획되었다.
데이터처리
반면, 해석결과에 의한 실험체 RCSW-B의 수평력과 3층 바닥위치에서의 수평변위의 관계는 실험결과에 의한 이력곡선과 같은 뚜렷한 비대칭적 거동을 보이지 않았으며, 이에 따라 부방향 가력시의 해석 결과와 실험결과에 의한 실험체의 비선형 거동은 대체적으로 잘 부합하는 반면, 정방향 가력시의 해석결과에 의한 실험체의 이력곡선은 실험결과에 의한 이력곡선보다 동일한 변형에서의 내력, 제하시의 잔류변형 등이 작게 발생하였다. 또한, 해석결과에 의한 이력곡선의 최대내력도 실험결과에 의한 최대내력을 평균적으로 90% 작게 평가하였다. 한편, 가력 사이클의 최대변위점간의 강성은 표 9와 같이 실험 결과에 비하여 해석결과가 70~91% 작은 것으로 나타났지만, 강성저하율은 해석결과가 실험결과를 비교적 잘 모사하는 것으로 나타났다.
성능/효과
실험체 RCSW-B의 경우, 그림 17(a)와 같이 1층 벽체에 목표변형각 1.0% 가력시까지 벽체에 휨변형과 전단변형이 동일한 크기로 발생하다가, 그 이후에는 정방향 가력시에는 휨변형이 전체 벽체 변형의 대부분을 차지하지만, 부방향 가력시에는 휨변형과 전단변형이 비슷한 크기로 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 2층 벽체 변형의 대부분은 1층과 동일한 크기의 전단변형에 의한 것이었다.
1. 인방보가 없는 실험체 RCSW의 경우, 해석결과와 실험 결과에 의한 전체 및 층간 이력곡선은 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 선형 스프링모델에 의한 비선형 정적 해석결과는 실험체의 실제 거동을 비교적 정확히 모사하고 있는 것으로 판단된다.
2. 인방보가 있는 실험체 RCSW-B의 경우, 인방보의 커플링 효과에 의한 실험체의 최대내력 및 최대 변위점간의 강성 증가 경향을 해석을 통하여도 모사할 수 있었다. 한편, 해석결과는 실험결과보다 실험체의 최대내력을 평균 적으로 90% 작게, 최대 변위점간의 강성을 70~91% 작게 평가하는 것으로 나타났지만, 강성저하율은 해석결과가 실험결과를 비교적 정확하게 예측하고 있는 것으로 나타나, 해석결과는 실험체의 실제 거동을 대체적으로 잘 모사하고 있는 것으로 판단된다.
3. 해석결과에 의한 실험체 RCSW-B의 이력거동은, 특히, 정방향 가력시 실험보다 작은 변형구간에서 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없게 됨에 따라 실험결과보다 동일 변형에서의 하중을 작게 평가한 것으로 판단된다. 또한, 해석결과는 실험시 발생한 손상의 제하시 이력 거동에의 영향을 과소평가함에 따라 실험결과에 의한 이력곡선보다 에너지 흡수능력이 작은 이력곡선 형태를 보인 것으로 판단 된다.
4. 실험체 RCSW-B의 경우, 해석결과 인방보에 의하여 벽체에 전단변형이 크게 발생하는 것으로 나타난 반면, 실험에서는 벽체 하부 손상 집중에 따른 휨변형이 크게 발생하여 전단변형이 작게 발생한 것으로 판단된다.
해석결과에 의한 실험체 RCSW-B의 이력거동은, 특히, 정방향 가력시 실험보다 작은 변형구간에서 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없게 됨에 따라 실험결과보다 동일 변형에서의 하중을 작게 평가한 것으로 판단된다. 또한, 해석결과는 실험시 발생한 손상의 제하시 이력 거동에의 영향을 과소평가함에 따라 실험결과에 의한 이력곡선보다 에너지 흡수능력이 작은 이력곡선 형태를 보인 것으로 판단 된다.
하지만, 인방 보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없어짐에 따라, 실험체 RCSW-B의 층별 이력곡선은 실험체 RCSW의 층별 이력곡선과 전반적으로 유사한 형태를 나타냈다. 또한, 해석결과에 의하면, 실험체 RCSW은 벽체 LW2 가 휨항복한 후에도 해석종료시까지 전단강도에는 도달하지 않은 것으로 나타난 반면, 실험체 RCSW-B는 인방보에 의하여 벽체 LW2가 휨항복을 한 후에 전단강 도를 초과하는 하중이 작용하여, 결과적으로 실험체 RCSW-B의 최대내력이 실험체 RCSW보다 1.04배 증가하였다(표 7 참조). 한편, 실험결과, 그림 15와 같이 가력이 종료할 때까지 정방향 가력에 의하여 실험체 RCSW-B에 실험체 RCSW보다 동일한 변위에서 하중이 크게 작용하는 것으로 나타나, 인방보에 의한 커플링 효과가 해석결과보다 실험체에 더 큰 변형이 발생한 시점에서도 발휘된 것으로 판단된다.
실험체 RCSW-B의 실험결과에 의하면, 인방보를 통하여 벽체 RW2에도 수평하중이 전달되기 때문에, 실험체 RCSW와 비교하여 실험체의 최대내력 및 최대변위점간 강성이 증가하였으며, 그림 7(b)과 같이 가력방향에 따라 다른 이력거동을 보이는 것으로 나타났다. 반면, 해석결과에 의한 실험체 RCSW-B의 수평력과 3층 바닥위치에서의 수평변위의 관계는 실험결과에 의한 이력곡선과 같은 뚜렷한 비대칭적 거동을 보이지 않았으며, 이에 따라 부방향 가력시의 해석 결과와 실험결과에 의한 실험체의 비선형 거동은 대체적으로 잘 부합하는 반면, 정방향 가력시의 해석결과에 의한 실험체의 이력곡선은 실험결과에 의한 이력곡선보다 동일한 변형에서의 내력, 제하시의 잔류변형 등이 작게 발생하였다. 또한, 해석결과에 의한 이력곡선의 최대내력도 실험결과에 의한 최대내력을 평균적으로 90% 작게 평가하였다.
반면에, 실험체 RCSW-B의 경우, 그림 9와 같이 정방향 가력에 의한 최대변위가 커질수록 해석결과에 의한 제하시의 잔류변형이, 특히 1층에서 실험결과에 의한 제하시의 잔류변형보다 작게 발생하였으며, 정방향 재하에 의한 강성의 저하가 실험결과와 비교하여 해석결과에 의하여 크게 발생하는 것으로 나타났다. 실험결과, 그림 10과 같이 실험체 RCSW-B는 인방보에 의하여 강성과 최대내력이 증가하면서 실험체 RCSW와 달리 목표변형각 0.
하지만, 정방향 재하시의 강성 저하가 실험결과에 비하여 해석 결과가 큰 것으로 나타났으며, 2층 인방보에서 이와 같은 경향이 두드러지게 나타났다. 실험결과 정방향 가력에 의하여 인방보의 전단변형각이 0.6%(목표변형각 0.75%에 의한 가력 이후)를 초과할때까지 실험체의 전단내력은 증가하는 것으로 판단되었다. 반면, 해석결과에 의하면 그림 12와 같이 인방보가 전단강도에 도달한 이후의 재하시 강도가 전단강도의 절반 가까이 급격하게 떨어짐에 따라, 그림 13 및 그림 14와 같이 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없게 되면서 실험체 RCSW-B의 각 층에서 인방보가 없는 실험체 RCSW와 유사한 이력거동을 나타냈다.
반면에, 실험체 RCSW-B의 경우, 그림 9와 같이 정방향 가력에 의한 최대변위가 커질수록 해석결과에 의한 제하시의 잔류변형이, 특히 1층에서 실험결과에 의한 제하시의 잔류변형보다 작게 발생하였으며, 정방향 재하에 의한 강성의 저하가 실험결과와 비교하여 해석결과에 의하여 크게 발생하는 것으로 나타났다. 실험결과, 그림 10과 같이 실험체 RCSW-B는 인방보에 의하여 강성과 최대내력이 증가하면서 실험체 RCSW와 달리 목표변형각 0.75%에 의한 가력시부터 벽체 LW2의 하부 콘크리트가 압괴되기 시작하여, 가력에 의한 최대변위가 커짐에 따라 피복 콘크리트의 탈락, 압축철근 좌굴 등의 손상이 발생하였으며, 이에 따라 잔류 변형이 크게 발생하고, 방추형에 가까운 이력곡선 형태를 나타내었다. 반면에, 해석에서는 인방보의 유무에 상관없이 벽체의 복원력특성 모델을 정의하는 계수를 동일하게 적용하였기 때문에, 인방보에 의하여 실험 시 발생한 손상에 따른 제하시 거동에의 영향을 실험 결과보다 작게 평가한 것으로 판단된다.
실험체 RCSW-B의 실험결과에 의하면, 인방보를 통하여 벽체 RW2에도 수평하중이 전달되기 때문에, 실험체 RCSW와 비교하여 실험체의 최대내력 및 최대변위점간 강성이 증가하였으며, 그림 7(b)과 같이 가력방향에 따라 다른 이력거동을 보이는 것으로 나타났다. 반면, 해석결과에 의한 실험체 RCSW-B의 수평력과 3층 바닥위치에서의 수평변위의 관계는 실험결과에 의한 이력곡선과 같은 뚜렷한 비대칭적 거동을 보이지 않았으며, 이에 따라 부방향 가력시의 해석 결과와 실험결과에 의한 실험체의 비선형 거동은 대체적으로 잘 부합하는 반면, 정방향 가력시의 해석결과에 의한 실험체의 이력곡선은 실험결과에 의한 이력곡선보다 동일한 변형에서의 내력, 제하시의 잔류변형 등이 작게 발생하였다.
실험체 RCSW의 경우, 해석결과와 실험결과에 의한 이력곡선이 거의 동일한 형태를 취하고 있으며, 표 7 및 표 8과 같이 해석결과에 의한 이력곡선의 최대 내력 및 최대변위점간의 강성 변화도 실험결과에 의한 값을 비교적 정확히 예측하는 것으로 나타나, 선형 스프링모델에 의한 비선형 정적해석결과가 실험에 의한 실험체의 비선형 거동을 잘 모사하고 있는 것을 알 수 있다.
반면, 해석결과에 의하면 그림 12와 같이 인방보가 전단강도에 도달한 이후의 재하시 강도가 전단강도의 절반 가까이 급격하게 떨어짐에 따라, 그림 13 및 그림 14와 같이 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없게 되면서 실험체 RCSW-B의 각 층에서 인방보가 없는 실험체 RCSW와 유사한 이력거동을 나타냈다. 이에 따라 해석 결과에 의한 이력곡선은 목표변형각 0.5%에 의한 정방향 가력과 목표변형각 0.75%에 의한 부방향 가력 후에 강성이 급격히 저하하는 경향을 보이면서, 그림 12와 같이 실험결과와 차이가 발생한 것으로 판단된다.
또한, 해석결과에 의한 이력곡선의 최대내력도 실험결과에 의한 최대내력을 평균적으로 90% 작게 평가하였다. 한편, 가력 사이클의 최대변위점간의 강성은 표 9와 같이 실험 결과에 비하여 해석결과가 70~91% 작은 것으로 나타났지만, 강성저하율은 해석결과가 실험결과를 비교적 잘 모사하는 것으로 나타났다.
04배 증가하였다(표 7 참조). 한편, 실험결과, 그림 15와 같이 가력이 종료할 때까지 정방향 가력에 의하여 실험체 RCSW-B에 실험체 RCSW보다 동일한 변위에서 하중이 크게 작용하는 것으로 나타나, 인방보에 의한 커플링 효과가 해석결과보다 실험체에 더 큰 변형이 발생한 시점에서도 발휘된 것으로 판단된다. 이에 따라, 특히, 정방향 재하시 해석 결과에 의한 내력이 그림 7(b) 및 그림 9에서와 같이 동일한 변형에서의 실험결과에 의한 내력보다 작게 발생한 것으로 판단된다.
등에 의하면, 보의 양측에 슬래브가 있는 T형보의 경우, 슬래브에 의하여 전단강도가 증가하며, 특히, 슬래브 단면크기가 클수록, 또한, 보의 전단스팬비가 작을수록 슬래브에 의한 효과가 더 커지는 것으로 나타났다. 한편, 실험결과에 의하면, 표 6 및 그림 6과 같이 목표변형각 0.5%에 의한 가력에 의하여 인방보의 전단보강근이 항복하기 시작하여 목표 변형각 0.75%에 의한 가력시에 인방보 상부 및 플랜지에 위치하는 슬래브 상부근(1층 : 벽체 RW2측, 2 층 : 벽체 LW2측)이 항복하고, 목표변형각 1.0%와 1.5%에 의한 가력시에 1층과 2층 인방보의 피복 콘크리트가 탈락하면서, 인방보의 가력 피크시 전단변형 및 잔류 전단변형이 크게 증가하여, 더 이상 인방보의 전단변형을 계측할 수 없었다. 이에 따라, 인방보의 피복 콘크리트가 탈락하기 전까지는 인방보의 하중 지지능력이 있는 것으로 판단되며, 이 시점에서 인방보 상부 및 플랜지 위치의 슬래브 상부근이 전부 항복하였기 때문에, 인방보의 전단강도로는 슬래브 상부근이 전부 항복할 때의 휨모멘트에 의한 전단강도(143kN)를 적용하였다.
또한, 2층 벽체 변형의 대부분은 1층과 동일한 크기의 전단변형에 의한 것이었다. 한편, 실험체 RCSW와 달리 인방보에 의하여 벽체가 전단강도에 도달함에 따라 실험체의 변위가 비교적 큰 구간(목표변형각 1.5%이후)에서 벽체의 전단변형이 크게 발생하는 것으로 나타났다. 반면, 실험에서는 그림 17(b)와 같이 벽체 하부 손상 집중에 따른 휨변형이 크게 발생하여 벽체에 발생한 전단변형의 해석결과와 실험결과에 차이가 발생한 것으로 판단된다.
인방보가 있는 실험체 RCSW-B의 경우, 인방보의 커플링 효과에 의한 실험체의 최대내력 및 최대 변위점간의 강성 증가 경향을 해석을 통하여도 모사할 수 있었다. 한편, 해석결과는 실험결과보다 실험체의 최대내력을 평균 적으로 90% 작게, 최대 변위점간의 강성을 70~91% 작게 평가하는 것으로 나타났지만, 강성저하율은 해석결과가 실험결과를 비교적 정확하게 예측하고 있는 것으로 나타나, 해석결과는 실험체의 실제 거동을 대체적으로 잘 모사하고 있는 것으로 판단된다.
해석결과, 인방보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 있는 목표변형각 0.5%에 의한 정방향 가력과 목표변형 각 0.75%에 의한 부방향 가력시까지 실험체 RCSW-B 의 벽체 LW2 및 RW2는 실험체 RCSW의 벽체 LW2 및 RW2와 비교하여 동일한 변형에서 내력이 더 크게 발생하였다(그림 13 및 그림 14 참조). 하지만, 인방 보에 의한 커플링 효과를 기대할 수 없어짐에 따라, 실험체 RCSW-B의 층별 이력곡선은 실험체 RCSW의 층별 이력곡선과 전반적으로 유사한 형태를 나타냈다.
해석결과에 따른 실험체 RCSW-B의 최대내력 및 가력 사이클별 최대변위점간의 강성은 실험체 RCSW의 최대내력 및 최대변위점간의 강성보다 증가하는 등 인방보의 커플링 효과를 포함하여 선형 스프링모델에 의한 비선형 정적해석결과에 의한 이력곡선은 실험결과에 의한 실험체의 비선형 거동을 대체적으로 잘 모사 하고있는 것으로 판단된다.
후속연구
5. 향후, 인방보의 구조물 전체 지진거동에의 영향을 보다 정확하게 평가할 수 있는 실험적 및 해석적 연구가 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
철근콘크리트조 공동주택은 국내 주택의 얼마를 차지하는가?
국내 주택의 58%를 초과하는 철근콘크리트(이하 RC)조 공동주택(1)의 대부분은 RC조 전단벽과 전단벽 사이에서 수평하중을 전달하는 슬래브, 인방보 등의 연결부재로 구성되는 RC조 벽식구조로 이루어져 있다. 이와 같은 RC조 벽식 구조는 RC조 프레임 구조와 비교하여 초기강성이 크기 때문에 작은 변형에서도 지진 하중으로 인하여 구조물에 큰 손상이 발생할 것으로 예상된다.
철근콘크리트(이하 RC)조 공동주택의 대부분은 어떠한 구조로 이루어져 있는가?
국내 주택의 58%를 초과하는 철근콘크리트(이하 RC)조 공동주택(1)의 대부분은 RC조 전단벽과 전단벽 사이에서 수평하중을 전달하는 슬래브, 인방보 등의 연결부재로 구성되는 RC조 벽식구조로 이루어져 있다. 이와 같은 RC조 벽식 구조는 RC조 프레임 구조와 비교하여 초기강성이 크기 때문에 작은 변형에서도 지진 하중으로 인하여 구조물에 큰 손상이 발생할 것으로 예상된다.
철근콘크리트(이하 RC)조 공동주택의 대부분을 차지하는 RC조 벽식구조의 단점은?
국내 주택의 58%를 초과하는 철근콘크리트(이하 RC)조 공동주택(1)의 대부분은 RC조 전단벽과 전단벽 사이에서 수평하중을 전달하는 슬래브, 인방보 등의 연결부재로 구성되는 RC조 벽식구조로 이루어져 있다. 이와 같은 RC조 벽식 구조는 RC조 프레임 구조와 비교하여 초기강성이 크기 때문에 작은 변형에서도 지진 하중으로 인하여 구조물에 큰 손상이 발생할 것으로 예상된다. 따라서, RC조 공동주택의 비선형 지진거동을 정확히 평가할 필요가 있지만, 국내 RC조 공동주택을 구성하는 벽식구조는 벽체 양측에 기둥을 배치하지 않은 국외의 RC조 벽식구조형식과는 다른 독특한 구조형식으로 이에 대한 연구는 부족한 실정이다.
김동관, 엄태성, 박홍근, 임영주, "주기하중을 받는 전단벽 부분구조의 비선형해석을 위한 거시모델," 한국지진공학회 춘계학술발표회 논문집, 131-134, 2011.
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