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NTIS 바로가기LHI journal of land, housing, and urban affairs, v.5 no.2, 2014년, pp.107 - 114
천영수 (한국토지주택공사 토지주택연구원) , 방종대 (한국토지주택공사 토지주택연구원)
Passive energy dissipation systems for seismic applications have been under development for a number of years with a rapid increase in implementations starting in the mid-1990s in many countries. A metallic hysteretic damper has most commonly been used for seismic protection of structures in domesti...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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제진구조는 어떤 장점이 있는가? | 제진구조는 지진에 대한 경험이 많은 미국, 일본, 뉴질랜드 등 외국에서는 실무에서 널리 활용되고 있는 구조로서 지진 다발 지역의 경우 초기 설치비용 및 지진 후 복구비용이 적게 든다는 이점이 있어 면진구조와 비교하여 중‧약진 지역에서 특히 선호도가 높은 구조이다. | |
국내의 경우에는 제진장치 중 무엇이 비교적 저렴한 비용과 설치와 관리가 용이한가? | 수동형 제진장치를 이용하는 제진구조는 수년간 개발이 지속되고 있으며, 1990년대 중반이후로 여러 나라들에서 실무적인 적용이 빠르게 증가되고 있다. 국내의 경우 이러한 제진장치 중 강재이력형 댐퍼가 비교적 저렴한 비용과 설치와 관리가 용이하다는 이유로 건물의 내진설계를 위하여 보편적으로 많이 적용되고 있다. 이 논문에서는 건물의 지진응답을 개선하기 위하여 적용된 소위 카고메댐퍼로 불리우는 등방성 강재이력형 댐퍼(Isotropic Hysteretic Metallic Damper, IHMD)의 유효성에 대한 해석적인 사례연구를 제시하고 있다. | |
등방성 이력형 강재댐퍼인 카고메댐퍼를 이용한 RC 라멘조 아파트건물의 지진응답 개선효과를 건물 외부설치 구조물과의 주기차를 이용하는 감쇠시스템의 구성 방법과 댐퍼의 설치위치에 따른 효과를 중심으로 분석한 결과는? | 1. 제진구조로 설계 시 경제성을 검토하기 위하여 연구대상 건물을 기존 내진설계방법(KBC 2009)과 지진력저항시스템의 설계지진력을 밑면전단력의 75%만을 부담하도록 최적화한 제진구조의 부재단면을 비교한 결과, 내진건물 대비 콘크리트는 약 14%, 철근은 약 3.7% 감소가 가능한 것으로 확인되었다. 2. 이 연구에서 고려한 연구대상 건물의 경우 제진구조로 설계 시 내진설계 대비 골조의 물량감소량이 작아 제진장치의 설치비용을 고려할 경우 경제성 확보가 용이치 않은 것으로 검토되었다. 이는 내부공간의 자율성 확보를 위한 무리한 구조계획에 따른 결과로서 대부분의 부재들이 지진하중보다는 중력하중에 지배되어 설계되는 경우가 많고, 사용 강재의 강도가 높아 최소철근비로서 단면이 결정되는 부재의 경우 과도한 배근으로 결정되는 사례가 발생하였기 때문인 것으로 판단된다. 3. 이 연구에서는 예비설계 사례 연구를 통하여 고려하는 제진구조의 문제점 및 적절한 설계방안을 제시하고 이에 따라 가장 효과적인 제진모델을 선정하여 비선형 시간이력해석을 수행하였다. 해석결과, 외부제진 적용 시 외부제어 구조물이 강체로 적정 용량의 강성을 발휘하는 경우 경제적이고 효과적인 제진구조시스템을 형성할 수 있음을 확인하였다. 4. 이 연구에서 제시된 외부제진 감쇠시스템의 경우 카고메댐퍼 24개 설치 시 약 9%의 에너지소산 효과를 얻을수 있는 것으로 확인되었다. 5. 외부제어 구조물의 강성이 작은 경우, 제진장치의 에너지소산 효과가 미소하여 제진장치는 건물과 외부구조물을 연결하는 스프링역할 이상의 효과를 기대할 수 없는 것으로 검토되었다. 따라서 보다 효과적인 외부제어 감쇠시스템을 구성하기 위해서는 다양한 제진장치의 용량과 외부제어 골조의 최적강성 등에 대하여 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. |
대한건축학회(2009), 건축구조기준 및 해설(KBC2009).
대한건축학회(2013), KBC2013 개정을 위한 공청회 발표자료집. 대한건축학회 건축표준설계기준위원회.
오상훈(2012), 공동주택의 최적 제진구조 설계 기법, LH 기술세미나.
황재승, 박성철, 강기주(2013), "카고메 트러스 댐퍼의 이력특성 및 해석모델에 관한 연구", 대한건축학회지, 29(9) : 21-29.
ASCE (2010), Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures(ASCE/SEI 7-10).
Federal Emergency Management Agency (2000), Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, FEMA356 Report.
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