[논문]취약성 등고선을 이용한 비내진 2층 철골조 건축물에 대한 내진성능 평가와 보강

신지욱; 이기학; 정성훈

doi:10.5000/eesk.2012.16.2.047

취약성 등고선을 이용한 비내진 2층 철골조 건축물에 대한 내진성능 평가와 보강
Seismic Performance Evaluation and Retrofit of a 2-Story Steel Building Using a Fragility Contour Method 원문보기

한국지진공학회논문집 = Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, v.16 no.2 = no.84, 2012년, pp.47 - 60

신지욱 (한국건설기술연구원) , 이기학 (세종대학교) , 정성훈 (인하대학교)

초록
AI-Helper

우리나라의 건축법 시행령에서는 3층 미만 그리고 연면적 $1000m^2$ 미만의 건축물을 소규모 건축물로 정의하고 있으며 내진설계 적용 대상 범위에서 제외하고 있다. 하지만 소규모 건축물에 거주하는 인구의 비율이 상당하다는 사실을 고려할 때, 소규모 건축물의 내진성능을 확보하는 것은 지진 재해 경감에 있어서 중요한 부분이라고 할 수 있다. 이 논문에서는 2층 철골 건물에 비좌굴 Knee가새를 적용한 예제 연구를 통해서 소규모 건물의 내진보강 전략에 대한 연구를 수행하였다. 확률론적 내진성능 목표를 바탕으로 가새의 상세를 결정하였고, 이를 위해서 다양한 구조적 특성에 대한 취약성 분석 결과를 즉시 구해서 비교할 수 있는 취약성 등고선을 이용하였다. 기존에 수행된 실험적, 해석적 연구결과를 바탕으로 75개의 BRKB모델을 개발하였으며, 이 중에서 예제 건축물에 대한 BRKB의 가장 효과적인 보강 방안은 취약성 곡선을 이용한 내진성능의 검증과 강재의 무게를 바탕으로 결정하였다. 본 연구를 통해서 취약성 등고선을 이용한 내진성능평가 방법이 확률론적 내진성능목표를 바탕으로 한 보강전략수립에 효율적으로 사용될 수 있는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Based on the Korean Building Standard Law, a building less than 3-stories and $1000m^2$ in area is defined as a small-level building and, as a result, this type of building has been excluded from the requirement to comply with seismic design. In order to prevent the loss of life and property under earthquake loadings, the small-scale building should satisfy the seismic performance specified in the current code through a seismic retrofit. In this study, a seismic retrofit scheme of a Buckling-Restrained Knee Brace (BRKB) was developed for non-seismic 2-story steel buildings, including small-scale buildings, using a fragility contour method. In order to develop an effective retrofit scheme of the BRKB for the building, a total of 75 BRKB analytical models were used to achieve the desired performance levels and analyzed using the fragility contour method. The seismic performance of the retrofitted building was evaluated in terms of the weight of the developed BRKB systems. This study shows that the fragility contour method can be used for rapid evaluation and is an effective tool for structural engineers.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라 건축법 시행령에서는 소규모 건축물을 어떻게 정의하고 있는가?	우리나라의 건축법 시행령에서는 3층 미만 그리고 연면적 $1000m^2$ 미만의 건축물을 소규모 건축물로 정의하고 있으며 내진설계 적용 대상 범위에서 제외하고 있다. 하지만 소규모 건축물에 거주하는 인구의 비율이 상당하다는 사실을 고려할 때, 소규모 건축물의 내진성능을 확보하는 것은 지진 재해 경감에 있어서 중요한 부분이라고 할 수 있다.
	비좌굴 가새(Buckling-Restrained Brace, BRB)는 무엇인가?	그러나 일반 가새는 지진하중에 대한 좌굴 발생에 의해 매우 제한적인 성능을 보인다. 최근에 활발히 연구되고 있는 비좌굴 가새(Buckling-Restrained Brace, BRB)는 가새의 중심부(Core)를 외부보강재(Restrainer)를 통해서 압축하중에 대해서 좌굴이 발생하지 않기 때문에 인장과 압축하중에 대하여 안정적인 거동을 확보하여 효율적인 에너지소산이 가능한 장치이다.(4) 그러나, 구조적 효율성과 경제성을 고려했을 때 일반적인 대각 BRB를 적용하는 것은 일부 경우에 있어서 효과적이지 못하다.
	거시적(Macroscopic) 컴퓨터 해석프로그램을 이용한 BRB 모델링 방법은 어떻게 적용되는가?	그러나, 실무에서는 해석모델의 개발과 응용에 있어서 용이하고 빠른 계산결과를 가져다주기 때문에 거시적(Macroscopic) 컴퓨터 해석프로그램을 이용한 BRB 모델링 방법이 많이 사용되고 있다. 이는 BRB의 거동을 구현하기 위해서 트러스 요소를 사용하고 좌굴에 대한 영향을 무시하는 방법을 적용한다. 이러한 요소를 구조물에 적용하면 구조물에 과도한 변형이 발생하여도 좌굴 없이 변형에 따라 무한한 에너지를 소산시키며 이는 구조물의 성능이나 평가에 부적절한 판단을 엔지니어에게 부여할 수 있다.

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