비탄성 정적해석을 이용한 격자강판 전단벽 보강RC구조물의 내진성능평가
Seismic Performance Evaluation of RC Structure Strengthened by Steel Grid Shear Wall using Nonlinear Static Analysis
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초록
최근에 지어진 건축물의 경우 지진에 대한 안전성을 확보하고 있지만, 내진설계 도입 이전의 건축물은 지진에 대해 매우 취약하다. 본 연구에서는 내진성능이 부족한 기존 저층 RC구조물의 지진 발생 시 안전성 확보를 위한 내진보강 방안으로 격자강판 전단벽을 제안하고 내진성능평가를 수행하였다. 횡력저항요소로 사용된 격자강판 전단벽의 탄소성 이력특성값은 실험결과를 토대로 횡력저항 기여도등을 평가하여 작성된 이선형곡선을 적용하였다. 비탄성 정적해석을 통해 대상구조물의 성능점을 찾아내어 적용 지진하중에 대한 응답과 성능수준을 평가하였다. 격자강판 전단벽을 적용한 경우, 보강 전에 비하여 응답변위가 약 42% 저감되는 것을 확인할 수 있었으며, 성능점에서 거의 탄성거동을 보여주고 있어 목표성능인 인명안전수준을 만족시켰다. 또한 반응수정계수를 산정하여 내진보강 효과를 검증하였으며, 보강 전과 후에 각각 2.17에서 3.25로 증가하여 설계기준을 초과하였다. 따라서 격자강판 전단벽에 의해 대상 구조물의 강도 및 강성보강이 적절히 수행된 것으로 판단된다.
Abstract
The effects of earthquakes can be devastating especially to existing structures that are not based on earthquake resistant design. This study proposes a steel grid shear wall that can provide a sufficient lateral resistance and can be used as a seismic retrofit method. The pushover analysis was performed on RC structure with and without the proposed steel grid shear wall. Obtain the performance point that the target structure for seismic loads applied to evaluate the response and performance levels. The capacity spectrum at performance point is nearly elastic range, so satisfied the performance objectives(LS level). And response modification factor(R factor) were calculated from the pushover analysis. The R factor approach is currently implemented to reflect inelastic ductile behavior of the structures and to reduce elastic spectral demands from earthquakes to the design level. The R factor increases from 2.17 to 3.25 was higher than the design criteria. As a result, according to reinforcement by steel grid shear wall, strength, stiffness, and ductility of the low-rise RC structure has been appropriately improved.
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