이력형 감쇠장치를 이용한 내진보강의 예비설계 절차

Abstract

본 논문에서는 이력형 감쇠장치를 사용하여 건물의 내진 보강을 진행할 때의 예비설계 절차를 제시한다. 건물의 내진 성능 향상을 위한 수단으로 감쇠장치를 사용하는 것이 많이 고려되고 있으며 국내의 설계기준인 KDS 기준에 따라 감쇠 시스템이 적용된 구조물은 3차원 비선형 시간이력해석을 수행하여야 한다. 이 때문에 최적의 설계안을 찾기 위해 상당한 시간과 노력이 필요할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이력 감쇠장치를 이용한 내진보강의 예비 설계 절차가 제안되었다. 제안된 절차에서 보강 전 건물의 역량 곡선과 건물의 허용층간변형각을 이용하여 필요한 감쇠장치의 개수를 추정한다. 또한 감쇠장치의 역량곡선을 건물의 역량곡선과 중첩하여 보강 이후의 건물의 역량곡선을 추정하는 방안을 제시한다. 이때 역량곡선의 중첩을 위하여 감쇠장치의 역량곡선을 건물의 지붕 변위에 대해 나타내는 방안을 제시하고 있다. 본 논문에서 제시되는 예비설계 절차는 예시 건물의 내진 보강 설계에 적용되어 보여지고 있다. 이때 추정된 역량곡선은 보강 이후의 건물을 모델링하여 해석프로그램을 통해 구한 역량곡선과 매우 유사한 모습을 보였다. | The use of dampers is being considered as a means to improve the seismic performance of buildings. It may take considerable time and effort to find an optimal design solution since repeated three-dimensional nonlinear time history analyses are required. Therefore, in this study, a preliminary design procedure for seismic retrofit using hysteretic dampers was proposed. In the proposed procedure, the amount of retrofit (required number of dampers) are estimated using capacity curve of building before retrofit and allowable story drift of the building. Also, deformation demand for the dampers can be easily checked against the deformation capacity using the combined capacity curve of building and the dampers. For superposition of capacity curves, equations to transform the device displacement to roof displacement are presented. Proposed procedure was applied to seismic retrofit design of example buildings. It was shown that estimated capacity curve was very close to the actual capacity curve obtained from the pushover analysis.