연결부재에 따른 개구부가 있는 전단벽의 거동에 관한 실험적 연구

Abstract

최근에 들어 아파트에 대한 수익성 및 사업성에 대한 기대 증대로 인하여 건설사 를 중심으로 추진되고 있는 리모델링은 대부분 평면을 증축하는 형태로 사업이 진 행되고 있다. 그러나 현재까지 진행되었던 공동주택의 리모델링은 1970년에 지어진 아파트로서 구조형식은 RC라멘조가 주를 이루었다. 하지만 향후 리모델링 대상 아 파트는 강남권 혹은 한강변에 자리 잡은 아파트로 예상되며 이들 아파트의 대부분 은 1980년대 이후에 신축이 된 건축물로서 구조형식은 벽체와 슬래브로 이루어진 벽식 구조가 대부분이다. 특히 리모델링 방법의 한 종류인 세대 병합형 리모델링에 서는 세대간 벽에 개구부를 갖는 경우는 필연적으로 발생한다. 벽식 구조 형식의 아파트는 횡력에 저항하는 주요 부재로 내력벽을 사용하기 때 문에 내력벽에 개구부를 설치함으로써 발생하는 단면손실로 인한 내력 손실은 구조 물 전체에 심각한 문제를 발생시킬 수도 있다. 이에 따라 세대병합 리모델링의 경우에, 인위적으로 절단한 벽체를 가지고 구조성 능을 평가한 연구가 실행되었다. 선행연구에서 23%개구부 면적을 가질 경우 강도의 저하가 크지 않다는 사실을 바탕으로 본 연구에서는 세대간 병합을 위해 내력벽에 손상을 가하는 세대병합형 리모델링을 선택하여 손상 면적비 23%인 독립 벽체 실 험체를 대상으로 연결부재에 따른 벽체의 성능평가를 목적으로 구조실험을 수행하 였다. 본 논문의 구성은 총 5개 장으로 구분하여 정리하였으며, 제 1장은 서론을 정리하 였으며, 제 2장은 기존 연구 및 전단벽의 내력식, 제 3장은 실험, 제 4장은 실험 결과 및 분석에 대하여 기술 하였으며, 그리고 제 5장은 결론으로 나누어 기술하였으며, 각 장에 기록된 내용을 간단히 정리하면 다음과 같다. 제 1장에서는 연구의 배경 및 목적과 논문의 구성 대하여 기술하였다. 제 2장에서는 전단벽에 대한 일반적인 사항과, 전단벽의 각국 규준식 및 개구부 평가에 관한 규준식에 대하여 기술하였다. 제 3장에서는 실험체 계획 및 재료시험, 실험체 설치상황에 대하여 기술하였다. 제 4장에서는 실험결과로 파괴상황 및 하중-변위관계, 강성특성, 에너지소산 면적 등을 분석하였다. 이상과 같은 실험 연구를 통하여 얻은 결론을 제 5장에 기술하였으며, 그 내용은 다음과 같다. 1) 파괴 메카니즘을 살펴보면 개구부가 없는 경우 전단파괴가 주 파괴모드로 나타 났으며, 인방 보가 없는 실험체인 CW-RS는 휨 파괴가 주요 파괴모드로 나타났다. 또한 인방 보가 있는 실험체 CW-RBS는 인방 보에서 전단파괴로 인하여 최종파괴 되었다. 2) 개구부가 설치된 CW-RBS, CW-RS의 최대내력은 손상 전에 비하여 각 21.5%, 39.2%의 내력 감소율을 보였다. 이는 개구부 설치로 인해 절단되는 철근의 능력 상실과 개구부로 인한 콘크리트의 유효 단면적의 감소로 인해 벽체에 개구부 를 설치할 경우에는 개구부가 벽체의 거동에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 3) 동일한 개구부 면적비(23%)를 가진 두 실험체의 최대내력을 살펴보면 인방보 를 가지는 전단벽이 슬래브와 벽체만으로 구성된 전단벽보다 강도 면에서는 약 23% 우수한 것으로 나타났다. 따라서 벽체의 연결 부재에 대한 거동특성은 개구부 상부의 슬래브 보다는 인방보가 응력분배에 더 기여한다고 사료된다. 4) 인방보가 있는 슬래브는 인방보가 없는 슬래브보다 적은 철근 변형을 하는 것 으로 나타났다. 따라서 인방보가 있는 슬래브의 유효폭을 정량화하기 위해서는 이에 따른 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다.; The usefulness of lateral load resistance of shear walls in the multistory building has long been recognized. Because of their inherent economy, shear walls combined with coupling slabs are widely used in high-rise apartment buildings. When analyzing such structures for lateral loads, the question of actual stiffness and strength of the coupling slabs arises. A number of papers regarding the critical section of coupling slabs have been published. However, most these studies are based on linear elastic theory and uncracked slab section. How reliable are such prediction methods for reinforced concrete coupling slabs? In an attempt to answer this question, an experimental investigation was conducted with half-scale representations of the reinforced concrete shear walls with the opening subjected to cyclic loads. Specimens were half scale representations of a one-story wall in the apartment built in 1980. The area ratio of the opening section, as well as the size and critical section of coupling slabs, were decided based on results from a previous researches.