$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

주기하중 하에서 철근 콘크리트 전단벽체와 철골 연결보 접합부의 내진성능
Seismic Performance of Steel Coupling Beam and RC Shear Wall under Lateral Cyclic Load 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.27 no.6, 2015년, pp.591 - 602  

임우영 (서울대학교 건축학과) ,  홍성걸 (서울대학교 건축학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

이 논문에서는 철골 연결보와 철근 콘크리트 전단벽체의 내진성능을 평가하고자 주기하중 실험을 수행하였다. 실험의 주요 변수는 벽체의 보강 상세이었다. 현행 설계 기준을 따라 설계된 병렬 전단벽체는 콘크리트의 지압강도로 인해 조기 파괴되었다. 한편, 매립길이 내에 추가적인 수직 및 수평 보강재로 보강된 벽체의 경우, 지압파괴가 방지되는 것으로 나타났다. 실험결과, 벽체의 수직철근은 수평철근보다 병렬 전단벽의 전단 강도에 더 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 매립 철골 보 플랜지 상 하부에서 발생하는 콘크리트의 응력분포를 가정하여, PC 병렬 전단벽체 내의 소요 철근의 양이 결정되었으며, 이를 이용하여 예측 강도 식을 제안하였다. 예측된 강도식은 실험값과 비교적 잘 일치하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, cyclic loading test was performed to evaluate the seismic performance of the steel coupling beam and RC shear wall. The test parameter was reinforcement detail of the shear wall. For the shear wall which was designed in accordance with the current design codes, a premature bearing fai...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이 연구에서는 병렬 전단벽체에 철골 커플링 보를 연결하기 위해 2면 전단 볼트 접합부에 탑-시트 앵글(top-seat angle)을 접합한 철골 커플링 보를 제안하고자 한다. 반복 가력을 받는 2면 전단 볼트 접합부로 연결된 철골 커플링 보의 구조성능을 알아보고 다양한 배근상세를 가진 병렬 전단벽체의 파괴모드를 통해 매립 철골 보 주위의 철근 상세를 제안하고자 한다.
  • 이 연구에서는 PC 전단벽체에 철골 커플링 보를 적용 하기 위해 다양한 배근 상세를 가진 병렬 PC 전단벽체에 대해 반복가력 실험을 수행하였다. 주요 실험변수는 병렬 전단벽체의 보강 철근 상세이다.
  • 이 연구에서는 병렬 전단벽체에 철골 커플링 보를 연결하기 위해 2면 전단 볼트 접합부에 탑-시트 앵글(top-seat angle)을 접합한 철골 커플링 보를 제안하고자 한다. 반복 가력을 받는 2면 전단 볼트 접합부로 연결된 철골 커플링 보의 구조성능을 알아보고 다양한 배근상세를 가진 병렬 전단벽체의 파괴모드를 통해 매립 철골 보 주위의 철근 상세를 제안하고자 한다.

가설 설정

  • Englekirk10)는 지압 파괴를 방지하기 위해 매립된 철골 보 아래 부분에 발생하는 Cf를 철골 커플링 보에 작용하는 전단력 V의 약 두 배로 가정하였으며( Cf≅ 2λ0V), Cb는 Cf 의 1/2이라고 가정하였다(Cb=λ0V).
  • 4) 병렬 전단벽체의 설계방법을 제안하였다. 매립 철골 보 상․하부 플랜지에서 발생하는 콘크리트 압축응력 분포를 가정하여 매립길이에 요구되는 수직철근량을 제시하였다. 제안된 방법에 따르면 철골 보의 매립 길이 부분에는 약 4%정도의 철근비에 해당하는 수 직철근이 집중 배근되어야 할 것으로 판단된다.
  • 이 연구에서는 벽체의 유효폭을 bef =bw-2c로 가정하였다.
  • 이러한 가정을 통해 Cb가 작용하는 부분에 배근되는 철근의 단면적 As2는 Cf가 작용하는 부분에 배근되는 철근 단면적 As1의 1/2만큼 배근 하는 것이 효과적이라고 하였다(As1 = λ0V/fy , As2 = As1/2).
  • 14는 철골 커플링 보가 연결된 병렬 전단벽체의 설계 모델을 보여준다. 전단벽체의 설계를 위해 매립 철골 보의 응력 분포를 실험결과에 근거하여 Fig. 14와 같이 가정하였다. 철골 커플링 보에 전단력 Vn이 작용하면, 매립 철골 보 상부 플랜지의 le/3만큼 압축력 Cf가 생기고 하부 플랜지 2le/3만큼 지압력 Cb가 발생한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
커플링 보의 특징은 무엇인가? 커플링 보는 횡력이 작용하는 구조물에서 에너지 소산 능력을 담당하는 부분이며, 소정의 강도, 강성 및 우수한 변형 능력을 발휘할 수 있도록 설계되어야 한다. Paulay et al.
커플링보의 대각 보강 상세가 시공상 어려움으로 제시된 해결책은 무엇인가? 이러한 문제점을 해결하기 위해 철근 콘크리트(이하 RC) 병렬 전단벽체에 철골 보를 매립하는 철골 커플링 보(steel coupling beam)가 제시되었다. 2-9) Harries et al.
접합부의 파괴가 발생하기 전 철골 커플링 보에서 소성힌지가 발생하도록 접합부 영역에 어떤 것을 확보해야 하는가? 2-9) Harries et al.2)의 연구에 의하면 철골 커플링 보는 전단지배 부재가 되도록 설계 되어야 하며, 접합부의 파괴가 발생하기 전 철골 커플링 보에서 소성힌지가 발생하도록 접합부 영역에서 적절한 보강상세와 매립길이를 확보해야 한다고 하였다. 철골 커플링 보는 병렬 전단벽체에 매립된 매립 철골 보로 인해 벽체에 국부적인 지압 파괴가 발생한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (20)

  1. Paulay, T., and Binney, J. R., "Diagonally Reinforced Coupling Beams of Shear Walls", Special publication ACI, Vol.42, Detroit, pp.579-589. 

  2. Harries, K. A., Mitchell, D., Redwood, R. G., and Cook, W. D., "Seismic Design of Coupling Beams - A Case for Mixed Construction", Canadian Journal of Civil engineering, Vol.24, No.3, 1997, pp.448-459. 

  3. Lam, W. Y., Su, R. K. L., and Pam, H. J., "Experimental Study on Embedded Steel Plate Composite Coupling Beams", Journal of Structural Engineering, Vol.131, No.8, August 2005, pp.1294-1302. 

  4. Marcakis, A. H., and Gaffar, G. H., "Precast Concrete Connections with Embedded Steel Member", PCI Journal, Vol.25, No.4, July-August 1980, pp.88-116. 

  5. Mattock, A. H., and Gaffar, G. H., "Strength of Embedded Steel Sections as Brackets", ACI Jounal, Vol.79, No.9, March-April 1982, pp.83-93. 

  6. Kent, D. C., and Park, R., "Flexural Members with Confined Concrete", Journal of Structural Division, ASCE, Vol.97, ST 7, July 1971, pp.1969-1990. 

  7. Yoon, H. D., Park, W. S., Han, B. C., Hwang, S. K., Lee, J. Y., and Yi, W. H., "Shear Strength of Steel Coupling Beams Connections Embedded in Reinforced Concrete Shear Wall", Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol.20, No.5, 2004, pp.43-50. 

  8. Song, H. B., and Yi, W. H., "Embedded Length of Steel Coupling Beam in Coupled Shear Wall System", Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol.21, No.11, 2005, pp.43-50. 

  9. Harries, K. A., Seismic Design and Retrofit of Coupled Walls using Structural Steel, Department of Civil and Applied Mechanics, McGill University, Montreal, Canada, 1995. 

  10. Englekirk, R. E., Seismic Design of Reinforced and Precast Concrete Buildings, John Wiley and Sons, 2003, pp.296-345. 

  11. Bruneau, M., Uang, C. M., and Whittaker, A., Ductile Design of Steel Structures, McGraw-Hill, New York, NY, USA, 1998, p.485. 

  12. Manheim, D. N., and Popov, E. P., "Plastic Shear Hinges in Steel Frames", Journal of Structural Engineering, Vol.109, No.10, October 1983, pp.2404-2419. 

  13. Engelhardt, M. D., and Popov, E. P., "Experimental Performance of Long Links in Eccentrically Braced Frame", Journal of Structural Engineering, Vol.118, No.11, November 1992, pp.3067-3088. 

  14. American Institute of Steel Construction, Inc., Seismic Provisions for Structural Steel Buildings, Chicago, IL, April 1997 and Supplement No. 2, September 2000. 

  15. AISC, Manual of Steel Construction - Load and Resistance Factor Design - Third Edition, AISC, Inc., Chicago, IL, 2002. 

  16. ACI 318-08, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, ACI Committee 318, American Concrete Institute, 2008, pp.203-367. 

  17. Korea Concrete Institute, Concrete Design Code and Commentary, Kimoondang Publishing Company, Seoul, Korea, 2008, p.406. 

  18. PCI Design Handbook, First Edition, Chicago, Illinois. 

  19. Gong, B., and Shahrooz, B. M., "Steel-Concrete Composite Coupling Beams - Behavior and Design", Engineering Structures, Vol.23, 2001, pp.1480-1490. 

  20. Astaneh-Asl, A., McMullin, K. M., and Call, S. M., "Behavior and Design of Steel Single Plate Shear Connections", Journal of Structural Engineering, Vol.119, No.9, August 1993, pp.2421-2440. 

저자의 다른 논문 :

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로