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프리스트레스트 와이어로프를 사용한 RC 벽체의 단부 경계요소 내진보강 평가
Evaluation of Seismic Strengthening Approach at the Boundary Elements of RC Walls using Prestressed Wire Rope Units 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.22 no.1, 2018년, pp.56 - 63  

권혁진 (경기대학교 건축공학과) ,  양근혁 (경기대학교 플랜트.건축공학과) ,  변항용 (고려 E&C)

초록
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이 연구에서는 연성중심의 보강을 위하여 벽체의 양단부에서 경계요소를 형성하는 내진 보강공법이 적용된 벽체의 반복 휨 거동을 평가하였다. 벽체 경계요소에서 구속효과를 위한 횡보강은 프리스트레스트 와이어로프를 사용하였다. 주요 변수는 제시된 단면 확대공법의 보강 높이로 하였다. 최소 보강 높이는 보강 벽체와 기존 벽체의 모멘트 분포의 비교로부터 결정하였다. 실험결과, 제시된 보강방법은 벽체의 휨 강성 및 연성향상에 매우 효율적이었는데, 최대내력 시 강성과 최대내력의 80%지점에서 산정한 일손상지수는 무보강 벽체에 비해 각각 평균 46%와 210% 증가하였다. 보강높이가 벽체의 일손상지수 증가에 미치는 영향은 보강높이가 $2.0l_w$ 이상일 때 중요하지 않았다. 보강된 벽체의 휨 내력은 ACI 318-14에서 제안하는 등가응력블록을 통한 예측 값보다 22% 이상 높았다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The present study examined the reversal cyclic flexural behavior of walls with jacket section approach for seismic strengthening through forming the boundary elements at both ends of the wall. The prestressed wire ropes were used for the lateral reinforcement to confine the boundary element of the w...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 특히 FRP 시트 및 강판 보강은 에폭시와 같은 접착제를 사용하여 모재인 콘크리트 부재에 일체화 시키는데, 보강재, 콘크리트 및 접착제의 상이한 선팽창계수로 인해 장기 거동에서 탈락이 발생할 수 있으며, 부재의 대변형에서도 일체 거동이 어려울 수 있다. 이 연구에서는 벽체의 양단부에서 경계요소를 형성하는 단면 확대보강공법(Kwon et al., 2017)에 대해 보강단면의 높이에 따른 보강 벽체의 휨 거동을 평가하였다. RC 벽체의 단면확대 휨 보강에서 벽체 높이에 따른 휨 모멘트 분포를 고려하였을 때, 보강은 벽체 전체 높이에 적용할 필요성은 없다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
벽식 구조에서 벽체의 역할은? 1980년대 공동주택 및 저층형 빌딩은 대부분 벽식 구조를 사용하고 있다. 벽식 구조에서 벽체는 수직하중에 저항하며, 지진하중의 발생 시에 내진저항에 주요 요소로 작용해야 한다(Shin et al., 1999; Lee et al.
내진설계가 반영되지 않은 비내진벽체의 문제점은? , 2012). 그러나 구조물이 설계된 당시에는 내진설계 가이드라인 부족으로 인해 내진거동이 매우 미흡할 수 있으며, 내진설계가 반영되지 않은 비내진벽체는 지진하중과 같은 비교적 큰 횡하중에 대해 부재의 큰피해 또는 급격한 붕괴의 가능성이 있다(Marius Mosoarca,2014).
비내진 RC(reinforcedconcrete) 벽체를 보강하는 방법중 FRP시트 보강과 강판보강의 문제점은? 그러나 FRP시트 보강의 경우에는 사각형 단면을 가지고 있는 벽체의 모서리 부분에서 FRP 시트와 벽체의 접착이 원활히 이루어지지 않을 수 있으며, 이로 인해 콘크리트 구속효과도 상당히 떨어질 수 있다. 특히 FRP 시트 및 강판 보강은 에폭시와 같은 접착제를 사용하여 모재인 콘크리트 부재에 일체화 시키는데, 보강재, 콘크리트 및 접착제의 상이한 선팽창계수로 인해 장기 거동에서 탈락이 발생할 수 있으며, 부재의 대변형에서도 일체 거동이 어려울 수 있다.이 연구에서는 벽체의 양단부에서 경계요소를 형성하는 단면 확대보강공법(Kwon et al.
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참고문헌 (17)

  1. ACI Committee 318-14 (2014), American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan. 

  2. Ahn, S. H. and Lee, S. H. (2005), Flexural Strengthening Design of RC Beams Strengthened with FRP, Journal of Architectural Institute of Korea, 21(5), 51-58. 

  3. ASTM A416/A416M (2015), Standard Specification for Steel Strand, Uncoated Seven-Wire for Prestressed Concrete, ASTM International. 

  4. FEMA 356 (2000), Prestandard and Commentary for the Seismic Rehabilitation of Buildings, FEMA, Washington DC. 

  5. KS B 0802 (2003), Method of Tensile Test for Metallic Materials, Korean Standards Association. 

  6. KS F 2405 (2010), Method of Test for Compressive Strength of Concrete, Korean Standards Association. 

  7. KS L 5105 (2007), Testing Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortar, Korean Standards Association. 

  8. Kwon, H. J., Yang, K. H., and Byun, H. Y. (2017), Evaluation on Flexural Behavior of Shear Walls Seismically Strengthened with Jacket Section Method using Prestressed Wire Ropes, Journal of the Korea Concrete Institute, 29(5), 483-491. 

  9. Lee, K. H., You, T. S., Kim, T. W., and Jung, S. H. (2012), Nonlinear Modeling of RC Shear Walls Using Fiber and Shear Spring Elements, Journal of the Korea Concrete Institute, 24(5), 559-566. 

  10. Marius M. (2014), Failure Analysis of RC Shear Walls with Staggered Openings under Seismic Loads, Engineering Failure Analysis, 41, 48-64. 

  11. Mun, J. H. (2014), Flexure and Shear Design Approach of Heavy-Weight Concrete Shear Walls, Doctoral Thesis, Kyonggi University, 70-76. 

  12. Razvi, S. and Saatcioglu, M. (1999), Confinement Model for High-Strength Concrete, Journal of Structural Engineering, ASCE, 125(3), 281-289. 

  13. Roberto, R. and Annalisa, N. (2012), Results from Cyclic Tests on High Aspect Ratio RC Columns Strengthened with FRP Systems, Construction and Building Materials, 37, 606-620. 

  14. Sheikh, S. A. and Khoury, S. S. (1997), A Performance-Based Approach for the Design of Confining Steel in Tied Columns, ACI Structural Journal, 94(4), 421-431. 

  15. Shin, J. H., Ha, G. J., An, J. S., and Ju, J. J. (1999), Improvement and Evaluation for Seismic Resistant Capacity of Reinforced Concrete Shear Wall with Connection Types and Diagonal Reinforcement, Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 3(3), 139-147. 

  16. Sinan, A., Yagmur, K., and Mehmet, B. (2013), Strengthening of RC Walls Using Externally Bonding of Steel Strips, Engineering Structures, 49, 686-695. 

  17. Yang, K. H., Mun, J. H., Cho, M. S., and Kang, Thomas H. K. (2014), Stress-Strain Model for Various Unconfined Concretes In Compression, ACI Structural Journal, 111(4), 819-826. 

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