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문제 정의
- 본 연구를 통하여 제시된 조적벽체의 해석모델은 파이버 요소(fiber element)와 전단스프링 요소(shear spring element)로 구성된다. 기존 실험결과에 근거하여 조적벽체 구성재료의 비선형성을 고려한 응력-변형률 곡선을 정의하고, 이를 파이버 요소와 전단스프링 요소에 적용하는 방법에 대해서 기술한다. 제안된 해석기법의 신뢰성을 검증하기 위하여 하중-변위 관계와 파괴모드, 취약부 거동 등을 기존 조적벽체 실험결과와 비교한다.
- 본 연구에서는 기존에 제시된 비보강 조적벽체 해석모델의 문제점을 보완함과 동시에 비보강 조적조 건축물의 내진성능평가 시 취약부의 상세거동을 비교적 적절하게 파악할 수 있는 조적벽체의 모델링 기법을 제시하고자 한다. 본 연구를 통하여 제시된 조적벽체의 해석모델은 파이버 요소(fiber element)와 전단스프링 요소(shear spring element)로 구성된다.
- 제안된 해석기법의 신뢰성을 검증하기 위하여 하중-변위 관계와 파괴모드, 취약부 거동 등을 기존 조적벽체 실험결과와 비교한다. 이를 통하여 비보강 조적조 건축물의 내진성능평가에 유용하게 활용할 수 있는 조적벽체의 해석기법을 제시하고자 한다.
- 파이버와 전단스프링 요소를 사용한 비보강 조적벽체 해석모델을 검증하기 위해 본 연구에서는 기존에 수행된 비보강조적벽체의 실험결과와 해석결과를 비교하였다. National Emergency Management Agency(2008)와 Lee 등(2006)에서 수행한 비보강 조적벽체의 실험결과를 비교연구를 위해 사용하였다.
- 반복가력 상태에서의 조적벽체는 반대방향으로 가력시 발생한 균열로 인한 재재하시 강성저감 현상을 단조가력을한 해석모델에서는 반영하지 못했기 때문이다. 현재 건축물의 내진성능평가를 위하여 실무에서 널리 사용되는 PERFORM-3D(CSI, 2009)는 반복가력형태의 하중을 입력하기 쉽지 않으며, 조적조 건축물의 내진성능평가는 일반적으로 비선형정적해석을 기반으로 한다는 점에 착안하여 본 연구에서는 조적벽체의 단조가력에 의한 구조적 성능을 파악하는데 주력하였다. 가력방식에 의한 거동예측의 오차 발생과 합께, 조적벽체 W6 실험체는 층간변위가 증가함에 따라 최대강도 이후에 면외 방향변형이 증가하여 하중-변위 곡선에서 점진적인 강도저감이 발생한 반면 본 연구의 해석모델에서는 조적벽체의 면외 방향의 변형을 구속하여 해석결과의 실험결과의 차이가 발생한 것으로 판단된다.
가설 설정
- 1MPa 내외의 강도를 가지는 것으로 나타났다. 이를 고려하여 본 연구에서는조적프리즘의 인장강도를 Table 1에 정리된 압축강도의 2.5%로 가정하였으며, Belarbi 등(1994)이 제시한 식 (6)과(7)의 인장강도 모델을 활용하여 응력-변형률 관계를 Fig. 5와같이 수립하였다.
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