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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 성능기반 내진설계법은, 전문가가 아닌 건축주도 건축물의 구조성능수준을 선택할 수 있도록 건축물의 구조성능을 알기 쉽게 표시하는 것을 목표로 한다. 건축물의 구조성능은 크게 안전성능, 복구성능, 사용성능으로 나눌 수 있으며, 이 중 복구성능은 일정 규모의 지진으로 건축물에 발생한 경제적 손실량으로 나타낼 수 있으며, 이에 따라 지진발생후 건축물의 복구에 필요한 「복구비용」도 건축물의 구조성능을 나타내는 하나의 지표가 될 수 있을 것으로 판단된다.
• 이에 본고에서는 철근콘크리트조 기둥부재를 대상으로 복구비용산정과 밀접한 관계를 가지고 있는 균열길이를 부재각, 부재단 모멘트 등 부재 레벨의 지진응답에 따른 균열발생ㆍ진전과정을 고려하여 추정하는 모델에 대하여 기술하고자 한다. 본 모델은 부재 한쪽 측면에 발생한 휨균열과 휨전단균열을 대상으로 하고 있으며, 이에 따라 전단스팬비 1.

제안 방법

• 단면크기가 다른 시험체를 동시에 비교하기 위하여 본고에서는 균열율(총균열길이/부재단면 적)을 이용하였다. Fig.
• 철근콘크리트조 기둥 부재를 대상을 지진응답 값으로부터 균열 발생⋅진전과정을 고려하여 균열길이를 추정하는 CL 모델을 제안하고 기존 실험결과와의 비교를 통하여 제안 CL 모델의 타당성을 검증하였다.

대상 데이터

• CL 모델의 타당성을 검증에는 Table 2와 같은 기둥을 대상으로 한 정적실험 결과로부터 부착파괴한 시험체를 제외한 전단스팬비 1.5~3의 31개의 시험체의 실험결과를 이용하였다. 한편, 실험당시 균열 길이를 측정하지 않았었기 때문에, 시험체에 발생한 균열길이는 균열도를 바탕으로 화상처리법에 의하여 측정하였다.
• 이에 본고에서는 철근콘크리트조 기둥부재를 대상으로 복구비용산정과 밀접한 관계를 가지고 있는 균열길이를 부재각, 부재단 모멘트 등 부재 레벨의 지진응답에 따른 균열발생ㆍ진전과정을 고려하여 추정하는 모델에 대하여 기술하고자 한다. 본 모델은 부재 한쪽 측면에 발생한 휨균열과 휨전단균열을 대상으로 하고 있으며, 이에 따라 전단스팬비 1.5~3 정도의 기둥부재가 주요 적용대상이다.

이론/모형

• 여기서 평균균열간격의 실험값은 기존 철근콘크리트조 기둥 실험연구결과에 따른 균열 도를 바탕으로 화상처리법에 의하여 측정한 값이다. 평균균열간격의 계산값은 실험값보다 전반적으로 작은 경향을 나타냈지만, CEB-FIP Model Code 1978의 제안식에 의한 계산값이 실험값과 비교적 좋은 대응을 보이는 것으로 나타나 본고에서는 CEB-FIP Model Code 1978에서 제시하고 있는 다음 식 (4)을 이용하여 평균균열간격을 계산하였다.
• 5~3의 31개의 시험체의 실험결과를 이용하였다. 한편, 실험당시 균열 길이를 측정하지 않았었기 때문에, 시험체에 발생한 균열길이는 균열도를 바탕으로 화상처리법에 의하여 측정하였다.

성능/효과

• 철근콘크리트조 기둥 부재를 대상을 지진응답 값으로부터 균열 발생⋅진전과정을 고려하여 균열길이를 추정하는 CL 모델을 제안하고 기존 실험결과와의 비교를 통하여 제안 CL 모델의 타당성을 검증하였다. 그 결과, CL 모델은 실험에 의하여 발생한 균열길이를 다소 크게 평가하는 경향이 있는 것으로 나타났지만, 균열길이를 예측하는데 유효할 것으로 판단된다.
• 휨항복시에는 약 70%의 시험체, 피복콘크리트압괴시에는 약 50%의 시험체에서 CL 모델에 의한 총균열길이의 계산 값이 실험값의 30% 범위 내에 속하는 것으로 나타났다. 또한, 균열율의 실험값에 대한 계산값의 평균비율은 휨항복시에는 1.09, 피복콘크리트압괴시에는 1.19로 CL 모델은 실제 균열길이를 전반적으로 길게 추정하는 것으로 나타났다.
• 특히, 피복콘크리트압괴시 CL 모델에 의한 균열율의 계산값이 실험값의 70% 미만인 시험체의 대부분은 전단스팬비가 3인 시험체로 식 (1.1)과식 (1.2)의 균열발생각도 제한으로 균열발생구간길이가 균열도에 의한 균열발생구간길이보다 짧아져서 결과적으로 CL 모델에 의한 균열길이가 실험에 의한 실제 균열길이보다 짧은 것으로 나타났다.
• 파괴형식별로는 휨항복시에는 CL 모델에 의한 균열율의 계산값에 대한 실험값의 비가 휨파괴 시험체는 1.21, 전단파괴 시험체는 0.96으로 휨파괴 시험체가 전단파괴 시험체보다 CL 모델에 의한 균열길이가 실험에 의한 실제 균열길이보다 긴 것으로 나타났다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
성능기반 내진설계법	성능기반 내진설계법의 목표는 무엇인가?	성능기반 내진설계법은, 전문가가 아닌 건축주도 건축물의 구조성능수준을 선택할 수 있도록 건축물의 구조성능을 알기 쉽게 표시하는 것을 목표로 한다. 건축물의 구조성능은 크게 안전성능, 복구성능, 사용성능으로 나눌 수 있으며, 이중 복구성능은 일정 규모의 지진으로 건축물에 발생한 경제적 손실량으로 나타낼 수 있으며, 이에 따라 지진발생후 건축물의 복구에 필요한 ｢복구비용｣도 건축물의 구조성능을 나타내는 하나의 지표가 될 수 있을 것으로 판단된다.
평균균열간격	부재의 평균균열간격에 영향을 주는 요소는 무엇인가?	평균균열간격 Sav는 철근 부착응력, 콘크리트 인장강도, 콘크리트 피복두께, 주근 간격 등의 영향을 받는 것으로 알려져 있으며, Table 1과 같은 추정방법이 제안되어 있다.
철근콘크리트조 기둥 부재	연구에서 제안하는 CL모델을 이용하여 철근콘크리트조 기둥 부재의 균열길이를 추정했을 때, 제안모델은 타당한가?	철근콘크리트조 기둥 부재를 대상을 지진응답 값으로부터 균열 발생⋅진전과정을 고려하여 균열길이를 추정하는 CL 모델을 제안하고 기존 실험결과와의 비교를 통하여 제안 CL 모델의 타당성을 검증하였다. 그 결과, CL 모델은 실험에 의하여 발생한 균열길이를 다소 크게 평가하는 경향이 있는 것으로 나타났지만, 균열길이를 예측하는데 유효할 것으로 판단된다.

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