마찰 감쇠기를 사용한 구조물의 보강 설계법 제안

Abstract

기존 구조물이 지진에 의한 손상을 받은 경우나 내진설계가 충분히 수행되지 않은 경우 구조물의 내진보강이 필요하다. 이러한 경우 구조물의 내진보강을 위해 감쇠기를 사용한 제진보강을 수행할 수 있다. 제진보강에 사용되는 감쇠기 중 마찰 감쇠기는 그 비용 및 제진성능이 중약진 지진이 많이 발생하는 국내 상황에 적절하다고 알려져 있다.본 연구의 목적은 마찰 감쇠기를 사용한 기존 구조물의 제진보강 설계절차를 제시하는 것이다. 보강된 구조물의 목표 지붕층 변위는 기존 구조물이 급격한 강도의 저감 없이 보유내력을 발휘할 수 있는 최대변위를 결정하여 이를 초과하지 않도록 결정하였다.보강 구조물의 변위는 비탄성 변위비 제안식을 이용하여 예측하였다. 이를 위해 이선형시스템의 비탄성 변위비 경향을 분석하였고 일반적인 비탄성 변위비를 가정하였다. 보강구조물의 항복하중은 가정된 비탄성 변위비를 만족할 수 있도록 결정되었다. 방법의 유효성을 검증하기 위하여 80개의 지반운동 데이터를 사용하여 비선형 동적해석을 수행하였고 해석 결과가 설계에서 목표로한 변위에 도달하는지 확인하였다. 해석결과 제안된 방법은 보강 구조물의 지붕층 변위를 정확히 예측할 수 있었고 보강 구조물의 내진성능은 기존 구조물과 비교하여 향상되었다.