유사동적실험 및 비선형동적해석에 의한 합성내진보강공법을 적용한 기존 R/C 건축물의 내진성능평가

Abstract

본 연구에서는 기준 내진보강공법의 단점을 보완·개선할 수 있으며, 기준 철근콘크리트(이하, R/C) 건축물에 효과적으로 적용 가능한 내진합성보강공법(Composite Seismic Strengthening Method, CSSM)을 제안하였다. 이러한 CSSM 내진보강공법은 강관과 콘크리트의 장점을 혼합한 공법으로 접합부 시공성이 탁월하며, 특히 필요 내진보강량 산정이 간편한 전형적인 강도증진형으로 전단파괴가 지배적인 비내진상세를 가지는 기존 R/C 건물의 내력확보가 용이한 내진보강공법이다. 본 연구에서 제안한 CSSM 공법의 내진보강 효과를 검증할 목적으로 기존 국내 비내진상세를 가지는 R/C 건물을 바탕으로 실물 2층 골조의 유사동적실험을 수행하였다. 실험결과 CSSM 공법을 기존 R/C 구조물에 적용했을 때의 내진보강 성능 즉, 복원력 특성, 강성보강, 지진응답제어에 대한 효과를 검토 및 검증하였다. 또한, 유사동적실험결과를 바탕으로 CSSM 공법으로 보강된 구조물 (실험골조)의 비선형 동적해석을 수행하기 위한 복원력 특성모델을 제안하였다. 제안된 복원력 특성을 기반으로 비선형 동적해석을 수행하였고, 의사동역학적 실험 결과와 비교하여 결과를 분석하였다. CSSM 내진보강공법의 실용화를 위해 제안된 CSSM 공법으로 보강된 비내진상세 R/C 건물에 대해 비선형 동적해석을 수행하였으며, 보강 전·후의 지진응답하중 및 변위응답의 비교를 통해 내진보강 효과를 검증하였다. 최대 지반가속도 200cm/s2의 지진 발생 시 비내진 R/C 골조는 전단파괴가 예상되는 반면, CS SM 보강공법을 적용하여 보강된 골조는 경미한 손상이 예측되어 CSSM 보강공법이 피해를 최소화하는데 효과적인 것으로 나타났다.