중력 전단비에 따른 철근 콘크리트 플랫 플레이트 골조의 내진 성능 평가

Abstract

본 연구는 RC 플랫 플레이트 골조의 비선형 거동을 예측하기 위한 해석 모델을 제안하고 해석 모델을 사용하여 골조의 내진 성능 평가를 실시하였다. RC 플랫 플레이트 골조는 일반적으로 중력저항 시스템으로 설계하고, 횡력 저항 시스템인 전단벽이나 모멘트 골조를 같이 사용한다. 그러나 지진하중과 같은 횡하중은 횡력 저항 시스템의 변형을 일으키며 일체로 연결된 중력저항 시스템도 예상치 않았던 횡 변위가 발생하여, 접합부에서 큰 불균형 모멘트가 발행하게 된다. 따라서 횡 하중에 의해 유발된 불균형 모멘트의 고려가 필요하며, 뚫림 전단 파괴를 정확하게 예측할 수 있어야 한다. 본 연구에서 제안한 해석 모델은 접합부의 다양한 파괴 모드와 뚫림 전단 파괴를 예측할 수 있도록 하였다. 해석 모델의 검증을 위하여 중력 전단비가 다른 슬래브-기둥 접합부 및 2경간 플랫 플레이트 구조물의 실험결과와 해석모델의 결과를 비교하였다. 그 결과 제안된 해석모델은 실험체의 뚫림 전단 파괴 및 파괴 모드를 잘 예측하는 것으로 나타났다. 그리고 내진 성능 평가를 위하여 중력 전단비의 차이에 따른 뚫림 전단과 파괴 메커니즘을 예측할 수 있도록 제안한 슬래브-기둥 접합부 모델을 사용하여 3층, 7층 골조를 중력하중만 고려하여 설계하였다. 본 연구에서는 대상 건물을 비선형 정적 푸쉬 오버 해석과 비선형 동적 해석을 통한 중력 전단비에 따른 전체 구조 시스템 거동을 평가하였다. 본 연구결과에 따르면 중력 전단비가 골조의 내진성능에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 중력 전단비가 커짐에 따라 골조 접합부의 파괴가 취성적인 파괴를 나타내어 내진 성능이 떨어지는 것으로 나타났다.; This study proposed an analytical model for predicting nonlinear behavior of reinforced concrete (RC) flat plate frames. In general, RC flat plate frames have been used as a gravity load resisting system (GLRS) in building. This system should be constructed with lateral force resisting system (LFRS) such as shear walls and moment frames. When lateral loads such as earthquakes occur, LFRS undergo displacement by which connected gravity systems experience lateral displacement. Thus, flat plate system designed as GLRS should be predict unbalanced moments and punching failure due to lateral deformation. Proposed model in this study can predict various failure modes and punching failure of slab-column connections. For verifying the proposed model, the test results of slab-column connection specimens and flat plate specimens having two continuous spans with the difference gravity shear ratio(V_(u)/ΦV_(c)) were compared with the results of analysis. The proposed model was predictable the failure modes and punching failures. And his study evaluates the seismic performance of reinforced concrete flat plate structures according to gravity shear ratio. For this purpose, 3 and 7 story frames designed only considering gravity loads for gravity shear ratio difference that are used to slab-column connections in prior study. This study conducts a nonlinear static pushover analysis, nonlinear dynamic analysis and an incremental dynamic analysis and a fragility curve by gravity shear ratio difference. This study was an analytical model which is able to represent punching shear failure and fracture mechanism. The analytical results showed that seismic performance of reinforced concrete flat plate is strongly influenced by the gravity shear ratio. Especially, large value of gravity shear ratio in RC flat plate frame, lateral strength and max drift capacity are significantly increased.