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초록
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최근 몇 년간 보-기둥 접합부에 영향을 줄 수 있는 경사기둥을 포함한 비정형 구조 시스템을 가진 초고층 빌딩이 증가하고 있다. 경사기둥-보 접합부에 외력이 작용 시 전단과 휨 모멘트의 분포가 정형화된 보-기둥 접합부와 상이하여 접합부의 파괴모드, 전단강도, 연성능력 및 에너지소산능력이 변화할 가능성이 크다. 이 연구에서는 6개의 철근콘크리트 경사기둥-보 접합부($90^{\circ}$, $67.5^{\circ}$, $45^{\circ}$) 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 실험 결과에 의하면 경사기둥-보 접합부에서 비대칭 파괴가 발생하였으며 수직기둥-보 접합부에 비해서 최대하중과 에너지소산능력이 감소하는 것으로 나타났다. 이것은 경사기둥으로 인해 발생되는 접합부의 상이한 모멘트 분포와 압축력만 받는 수직기둥과 다르게 경사기둥이 압축력뿐 아니라 인장력도 작용하기 때문이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In recent years, many high-rise buildings have been constructed in irregular structural system with inclined columns, which may have effect on the structural behavior of beam-column joints. Since the external load leads to shear and flexural forces on the inclined columns in different way from those...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 연구에서는 비정형 구조물에서 경사기둥-보 접합부에 지진 횡하중이 가해졌을 경우 전단강도, 파괴모드, 연성, 에너지소산능력에 어떤 영향을 주는지 평가하였다. 실험과 해석을 통하여 측정한 결론을 요약하여 정리하면 다음과 같다.
  • 이 연구의 주목적은 6개의 철근콘크리트 경사기둥-보 접합부 실험을 통하여 기둥의 경사에 따른 접합부의 구조적 거동을 관찰하고 파괴모드, 강도, 연성, 에너지소산의 변화를 평가하는 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
철근콘크리트 초고층빌딩이 증가하는 이유는? 1980년 전까지는 많은 초고층 건물이 강재에 의하여 건설되었지만 80년대 이후에는 콘크리트 압축강도의 증가, 원자재의 부족, 경제성 등의 이유로 철근콘크리트 초고층빌딩이 증가하고 있다. 근래까지 시공된 대다수의 초고층 빌딩의 구조는 일반적으로 경제적인 기능을 우선으로 하여 설계 및 시공이 간단한 정형 구조물의 형태를 가진다.
철근콘크리트 보-기둥 접합부는 어떤 것을 결정하는가? 철근콘크리트 보-기둥 접합부는 중력하중과 함께 지진하중과 같은 반복하중을 받을 경우에 구조물의 안전성을 결정하게 되는 중요한 부분이다. 구조물에 작용하는 수평하중에 의해 접합부는 휨모멘트보다는 전단력과 부착력에 의한 지배를 받게 되며 인접한 보와 기둥의 전단력보다 큰 수평, 수직 전단력이 작용하여 콘크리트 압괴에 의한 전단파괴나 부착파괴가 발생할 가능성이 높다.
보-기둥 접합부를 일반적으로 3가지 파괴모드로 분류하면? 보-기둥 접합부는 일반적으로 3가지 파괴모드로 구분할 수 있다. 인접보가 휨 항복에 도달하기 이전에 접합부가 파괴되는 J파괴, 인접보의 주인장철근이 항복하여 소성힌지가 형성된 이후 접합부가 파괴되는 BJ파괴, 보의 소성힌지 발생 후 휨 파괴되기까지 접합부가 탄성 상태를 유지하는 B파괴로 분류할 수 있다. J-파괴 형태의 경우 기존의 연구 결과를 통한 예측식이 상당히 잘 일치하며 B파괴 형태의 경우 보의 휨강도와 연성예측을 통해 예측이 가능하다.
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참고문헌 (12)

  1. Joint ACI-ASCE Committee 352, Recommendations for Design of Beam-Column Connections in Monolithic Reinforced Concrete Structures, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2003, pp. 1-37. 

  2. Fujii, S. and Morita, S., "Comparison Between Interior and Exterior RC Beam-Column Joint Behavior," ACI SP-123, 1991, pp. 145-166. 

  3. Ehasani, M. R., Moussa, A. E., and Valenilla, C. R., "Comparison of Inelastic Behavior of Reinforced Ordinary and High Strength Concrete Frames," ACI Structural Journal, Vol. 84, No. 2, 1987, pp. 161-169. 

  4. Durrani, A. J. and Wight, J. K., "Behavior of Interior Beam to Column Connections under Earthquake Type Loading," ACI Journal Proceeding, Vol. 82, No. 3, 1985, pp. 343-349. 

  5. Attaalla, S. A., "General Analytical Model for Nominal Shear Stress of Type 2 Normal-and High-Strength Concrete Beam-Column Joints," ACI Structural Journal, Vol. 101, No. 101-S08, 2004, pp. 65-75. 

  6. 김진영, 반복하중을 받는 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 연성평가, 성균관대학교, 2007, 7 pp. 

  7. Paulay, T. and Priestley, M. J. N., Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings, Jogn Wiley and Sons, New York, 1992, pp. 136-142. 

  8. Hwang, S. J. and Lee, H. J., "Analytical Model for Predicting Shear Strengths of Interior Reinforced Concrete Beam-Column joints for Seismic Resistance," ACI Structural Journal, Vol. 97, No. 1, 2000, pp. 35-44. 

  9. Vecchio, F. J. and Wong, P. S., "VecTor2 & Form Works User's Manual," Department of Civil Enginerring, University of Toronto, 2002, pp. 128-202. 

  10. Vecchio, F. J. and Collins, M. P., "The Modified Compression-Field Theory for Reinforced Concrete Elements Subjected to Shear," ACI Structural Journal, Vol. 83, No. 2, 1989, pp. 219-231. 

  11. Kent, D. C. and Park, R., "Flexural Members with Confined Concrete," ASCE Journal of the Structural Division, Vol. 97, No. ST7, Proc. Paper 8243, 1981, pp. 1341-1360. 

  12. Seckin, M., "Hysteretic Behaviour of Cast-in-Place Exterior Beam-Column-Slab Subassemblies," Ph.D. Thesis, Department of Civil Engineering, University of Toronto, 1981, 266 pp. 

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