Kim, Dongbaek
(Dep. of Civil Engineering, Hnakyeong National University)
,
Lee, Byeonghoon
(Dep. of Civil Engineering, Hnakyeong National University)
,
Kwon, Soondong
(Dep. of Civil Engineering, Hnakyeong National University)
,
Lee, Induk
(Dep. of Civil Engineering, Hnakyeong National University)
현재 우리나라에서 5층 이하로 건축된 저층 철근콘크리트 건물의 대부분은 2005년 국내건축구조물의 내진설계기준이 강화되기 이전에 설계 및 시공이 이루어졌음으로, 더 이상 지진의 안전지대가 아닌 것으로 인식된 우리나라도 이들에 대한 내진성능 보강방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 저층 구조물의 기본 골조는 대부분 보와 기둥에 칸막이 벽으로 이루어져 있으므로 강성이 커서 지진의 횡파에 매우 취약하다. 칸막이 벽은 채광 과 환기를 위한 개구부와 그 아래 허리벽으로 구성되어 있다. 허리벽은 기둥의 강성을 증가시키지만 유효길이를 감소시켜 단주효과를 유발시키며 지진발생 시 기둥의 전단파괴를 야기할 수 있다. 그러나 현재 국내에서는 칸막이 벽에 대한 연구가 많지 않고 적합한 설계기준도 없는 실정이므로 이에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.
현재 우리나라에서 5층 이하로 건축된 저층 철근콘크리트 건물의 대부분은 2005년 국내건축구조물의 내진설계기준이 강화되기 이전에 설계 및 시공이 이루어졌음으로, 더 이상 지진의 안전지대가 아닌 것으로 인식된 우리나라도 이들에 대한 내진성능 보강방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 저층 구조물의 기본 골조는 대부분 보와 기둥에 칸막이 벽으로 이루어져 있으므로 강성이 커서 지진의 횡파에 매우 취약하다. 칸막이 벽은 채광 과 환기를 위한 개구부와 그 아래 허리벽으로 구성되어 있다. 허리벽은 기둥의 강성을 증가시키지만 유효길이를 감소시켜 단주효과를 유발시키며 지진발생 시 기둥의 전단파괴를 야기할 수 있다. 그러나 현재 국내에서는 칸막이 벽에 대한 연구가 많지 않고 적합한 설계기준도 없는 실정이므로 이에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.
Nowaday, most of the low-rise concrete structures which have less than five stories were built before the intensified seismic code was established 2005. According to the fact that our country is not a safety zone ay more, studies are need to reinforce the seismic performance of that structures. The ...
Nowaday, most of the low-rise concrete structures which have less than five stories were built before the intensified seismic code was established 2005. According to the fact that our country is not a safety zone ay more, studies are need to reinforce the seismic performance of that structures. The basic frame of low-rise structure are consist of beams and columns with partition walls, therefore that are very weak about secondary wave of earthquake because of the high stiffness. The partition wall are consist of open channel for sunlight or ventilation and intermediate wall. The intermediate walls will enhance the stiffness of columns, but will cause shear failure with short column effects because of the reduced effective depth. But we don't have studies and adequate design code for partition wall effects, therefore some more studies are need for these facts.
Nowaday, most of the low-rise concrete structures which have less than five stories were built before the intensified seismic code was established 2005. According to the fact that our country is not a safety zone ay more, studies are need to reinforce the seismic performance of that structures. The basic frame of low-rise structure are consist of beams and columns with partition walls, therefore that are very weak about secondary wave of earthquake because of the high stiffness. The partition wall are consist of open channel for sunlight or ventilation and intermediate wall. The intermediate walls will enhance the stiffness of columns, but will cause shear failure with short column effects because of the reduced effective depth. But we don't have studies and adequate design code for partition wall effects, therefore some more studies are need for these facts.
그러나 현재 국내에서는 칸막이 벽에 대한 연구가 많지 않고 적합한 설계기준도 없는 실정이므로 이에 대한 연구가 필요하다고 사료된다. 본 연구에서는 골조에 부분 칸막이 벽(허리벽)이 있는 저층 철근콘크리트 구조물에 섬유 쉬트(Fiber Sheet)를 보강하여 수평하중에 대한 거동을 규명하고 칸막이 벽의 내진보강 효율성을 파악하고자 한다.
제안 방법
내진보강을 간단하게 하는 방법으로 섬유 쉬트를 부착하는 방법은 내구성이 떨어지고 취성파괴를 유발할 수 있으므로 섬유쉬트를 함침하거나 섬유 스트립을 매립하는 방법이 보다 효과적이라 사료된다. 그러나 본 연구에서는 저층의 소형 RC 구조물을 대상으로 손쉽게 적용할 수 있는 경량의 아라미드 섬유 쉬트(Fiber Sheet)와 섬유 스트립(Fiber Strip)을 부착하여 보강하는 방법에 대하여 실험을 수행하고 구조해석을 수행하여 그 결과를 검토하고자 한다.
성능/효과
(1) 보강 시험체는 기준 실험체에 비해 최대 강도가 약 20% 증가되었으며 기둥만을 보강한 시험체와 기둥과 허리벽을 보강한 시험체는 유사한 강도증진 및 에너지 소산 양상을 보이므로 허리벽을 보강한 것은 효과가 거의 없는 것으로 나타났다.
(2) 기준 시험체의 경우 최대 하중 이후 급격히 강성도가 감소하였으나, 보강 시험체의 경우는 완만하게 감소하였고 연성변위비가 약 1.85~2.32배 증가하였다. ;
(3) 보강효율 면에서도 기둥과 허리벽을 보강한 시험체는 기둥만을 보강한 시험체에 비해 효율이 떨어지므로 저층의 RC구조물은 기둥만 보강하는 편이 유리하다. ;
후속연구
(4) 저층의 RC 구조물은 섬유 쉬트로 기둥만 보강하여도 연성도 및 강도증진으로 인하여 지진 시 대피시간을 어느 정도 확보할 수 있을 것이라고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
우리나라에서 내진성능 보강방안에 대한 연구가 필요한 이유는 무엇인가?
현재 우리나라에서 5층 이하로 건축된 저층 철근콘크리트 건물의 대부분은 2005년 국내건축구조물의 내진설계기준이 강화되기 이전에 설계 및 시공이 이루어졌음으로, 더 이상 지진의 안전지대가 아닌 것으로 인식된 우리나라도 이들에 대한 내진성능 보강방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 저층 구조물의 기본 골조는 대부분 보와 기둥에 칸막이 벽으로 이루어져 있으므로 강성이 커서 지진의 횡파에 매우 취약하다.
본 논문에서 수행한, 허리벽이 있는 RC 프레임의 기둥 및 허리벽을 섬유 쉬트(Fiber Sheet)로 보강한 후 수평하중에 대한 보강성능 시험을 수행한 결과로 얻을 수 있는 결론은 무엇인가?
(1) 보강 시험체는 기준 실험체에 비해 최대 강도가 약 20% 증가되었으며 기둥만을 보강한 시험체와 기둥과 허리벽을 보강한 시험체는 유사한 강도증진 및 에너지 소산 양상을 보이므로 허리벽을 보강한 것은 효과가 거의 없는 것으로 나타났다.
(2) 기준 시험체의 경우 최대 하중 이후 급격히 강성도가 감소하였으나, 보강 시험체의 경우는 완만하게 감소하였고 연성변위비가 약 1.85~2.32배 증가하였다.
(3) 보강효율 면에서도 기둥과 허리벽을 보강한 시험체는 기둥만을 보강한 시험체에 비해 효율이 떨어지므로 저층의 RC구조물은 기둥만 보강하는 편이 유리하다.
(4) 저층의 RC 구조물은 섬유 쉬트로 기둥만 보강하여도 연성도 및 강도증진으로 인하여 지진 시 대피시간을 어느 정도 확보할 수 있을 것이라고 사료된다.
저층 구조물의 기본 골조의 특징은 무엇인가?
현재 우리나라에서 5층 이하로 건축된 저층 철근콘크리트 건물의 대부분은 2005년 국내건축구조물의 내진설계기준이 강화되기 이전에 설계 및 시공이 이루어졌음으로, 더 이상 지진의 안전지대가 아닌 것으로 인식된 우리나라도 이들에 대한 내진성능 보강방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 저층 구조물의 기본 골조는 대부분 보와 기둥에 칸막이 벽으로 이루어져 있으므로 강성이 커서 지진의 횡파에 매우 취약하다. 칸막이 벽은 채광 과 환기를 위한 개구부와 그 아래 허리벽으로 구성되어 있다.
참고문헌 (4)
Jung Ran, Ryu Han Gook, Lee Sang Hyeon, "A Seismic Performance Evaluation of School Structures with Short Column Effect", Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection. All rights reserved Autumn Conference, Vol. 12, No. 2, pp.55-60, 2008.
Choi Ho, Jung Ran, "A Seismic Performance Evaluation of Kyeonggi Province School Structures concerned with Detailed Disaster Map", Korea Society of Safety all rights reserved, Vl. 24, No. 4, pp.66-73, 2009
Machael P. Schulle, Sinan Altin, M. Emin Kara, Mustafa Kaya, "An experimental study on strengthening of masonry infilled RC frames using diagonal CFRP strips", Composites Part B: engineering, Vol. 39, No.4, pp. 680-693, 2008.
P. Gavrilovic, Sheilh, S.A. and Khoury, S.S. "A Performance-Based Approach for the Design of Confining in Tie Columns", ACI Structural Journal, pp.421-431, 1997.
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