벽체형 마찰댐퍼가 설치된 횡하중을 받는 철근콘크리트 모멘트 저항 골조의 보강 효과

Abstract

본 연구에서는 H형강 및 벽체형 마찰댐퍼(WFD750)으로 보강한 철근콘크리트 구조로 이루어진 골조의 내진성능을 검토하고 WFD의 철근콘크리트 모멘트 저항골조의 보강방법으로서의 적용 가능성에 대해 평가하였다. 철근콘크리트 골조의 강성, 강도, 에너지 소산능력을 향상시키는 내진보강시스템의 상세를 나타내었으며, 준정적반복가력실험을 통해 내진성능향상을 증명하였고 이에 따라 실제 구조물 적용을 위한 보강설계예시를 제시하고자 한다. 실험체는 3개의 철근콘크리트 모멘트 저항 골조로써, SMF-N (무보강 특수모멘트골조), SMF-S (H형강으로 보강한 특수모멘트골조), SMF-D (H형강과 벽체형 마찰댐퍼로 보강한 특수모멘트골조)로 계획되었다. 실험결과 WFD는 아래와 같은 성능을 보이는 것으로 확인되었다..

1) 특수모멘트골조간의 최대강도는 SMF-N, SMF-S, SMF-D 순서로 1.8배, 2.84배 증가하였으며 최대변위 또한 증가함으로 내진성능향상을 보였다.

2) 초기강성 및 각 Drift별 할선강성은 SMF-D>SMF-S>SMF-N을 나타냈으며 이를 통해 보강시스템의 적용이 구조물의 강성을 향상시키는 것을 확인하였다.

3) 특수모멘트골조간의 누적에너지 소산량은 SMF-N, SMF-S, SMF-D 순서로 2.48배, 9.45배 증가되었다. 벽체형 마찰댐퍼의 설치로 에너지 소산량이 크게 증가한 것으로 인해 WFD750의 내진보강효과가 우수한 것을 증명하였다.

4) 본 연구에서 제시된 보강시스템을 내진설계된 실제구조물에 보강시스템을 적용하게 되면 지진에 대한 안정성이 증가하며 지진 발생 후에도 구조물의 손상이 감소하며 재사용할 수 있기 때문에 중약진 지진 지역에 위치해 있는 우리나라의 경우 경제성과 안정성을 만족시키므로 적절한 내진보강 방법 중 하나가 될 것으로 판단된다.; The purpose of this study is to evaluate the strengthening effect of reinforced concrete moment-resisting frame under cyclic lateral load retrofitted with wall type frictional damper through the experimental program. For this purpose, specimens were designed with Non-retrofit RC frame(SMF-N), RC frame retrofitted with H–Shape(SMF-S) and RC frame retrofitted with H-Shape and wall-type friction damper(SMF-D), and the cyclic lateral loading tests of frame were performed with constant axial loads. According to the test results, the strength of SMF-S and SMF-D increased 1.8 times, 2.84 times compared to SMF-N, and the energy dissipation capacity increased 2.48 times, 9.45 times. As a result of comparing the failure patterns of specimens, the shear failure of the column was found to be the determinant of the final failure on SMF-N, SMF-S was fractured at the joint and failure of SMF-D tended to be concentrated at the beam end.