건축 구조물의 내진 설계는 탄성 정적 방법에 기초하고 있으나, 강진시 구조물의 실제 거동은 비탄성 동적이기 때문에 설계 규준의 적합성을 판단하기 위해서는 비탄성 동적 해석이 요구된다. 본 논문에서는 철근 콘크리트 특수 모멘트 저항 골조 건물을 선택하여 IBC 2003에 따라 설계한 후, 선택된 부재들의 최대 소성 회전, 소산 에너지를 구하여, 건물의 비탄성 거동이 규준에서 의도한 거동을 보이는 지를 검토함과 동시에 층간변위률 요구값을 구하여 설계 한도를 만족하는 지를 조사하였다. 더불어 비횡력 저항 시스템인 내부 모멘트 저항 골조의 해석시 포함 여부의 영향도 함께 조사하였다. 해석 결과 IBC 2003에 의해 설계된 건물은 규준이 의도한 비탄성 거동을 보여주었으며 층간변위률 또한 설계한도를 만족하였다. 그리고, 내부 모멘트 저항 골조는 지진 해석 결과에 중요한 영향을 미치므로 해석 모델에 반드시 포함되어야 함을 알수 있었다.

성능설계법에서 다층 건축물의 내진성능을 평가하기 위해서는 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환할 필요가 있다. 본 논문은 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환하여 다층 골조구조물의 층간변위 응답을 추정하는 방법을 제안한다. 본 연구의 목적은 다층 골조구조물과 등가 1자유도계의 시간이력해석을 수행하여 등가 1자유도계 변환 방법의 타당성을 확인하는 것이다. 다층 골조구조물의 시간이력해석에 의한 층간변위 응답과 등가 1자유도계에 의해 추정된 층간변위 응답을 비교하여, 등가 1자유도계에 의한 층간변위 응답에 대한 추정 방법의 타당성을 확인한다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 시간이력해석을 통하여 다자유도계를 등가 1자유도계로 변환하는 방법의 타당성을 확인할 수 있었다. 다층 골조구조물의 층간변위 응답은 비탄성 1차 모드를 이용한 등가 1자유도계의 변위응답으로부터 보다 정확히 추정할 수 있었다.

지진동에 의한 건물의 내진성능은 건물 자체가 보유하고 있는 내력.변형능력뿐만 아니라, 지반상태를 포함한 기초구조의 진동특성, 즉 건물과 기초구조의 동적상호작용을 고려하여 종합적으로 평가해야 한다는 것은 과거의 피해지진의 경험에서 널리 알려져 있다. 이러한 사실은 최근 세계각지에서 발생한 대지진, 1993년 홋카이도난세오키 지진(일본), 1994년 Northridge지진(미국), 1995년 효고켄 남부지진(일본), 1999년지지 지진(대만) 등에서도 입증되었다. 한편, 건축물 자체의 내진성능 평가에 관한 연구는 활발히 진행되어 왔으며, 또한 수많은 건물에 적용되었다. 그러나, 건물과 기초구조의 동적상호작용을 고려한 내진성능평가에 관한 연구는 부족하며, 특히 건물과 말뚝기초의 동적상호작용을 고려한 철근콘크리트 건물의 내진성능 평가에 관한 연구는 더욱 부족한 것이 현재의 실정이다. 본 연구는 철근콘크리트 건물자체 및 지반상태를 포함한 말뚝기초의 비선형거동을 고려한 지진응답해석법을 제안하였다. 이 해석법은 실제 지진에 의하여 말뚝기초부에 피해를 입은 철근콘크리트 건물에 적용하였으며, 해석결과와 지진피해와의 관계를 비교ㆍ검토하여, 본 연구에서 제안한 해석기법의 적용가능성을 검증하였다. 본 연구는 말뚝기초를 가지는 철근콘크리트 건물의 내진성능예측의 기본적인 자료로서 활용 가능하다고 사료된다.

This paper is concerned with the dynamic characteristics of buildings, especially with the measurement of the natural frequencies(natural periods) and the damping. Process of ambient vibration and synchronized human excitation tests for natural period and damping are given. Data from measurement on 16 reinforced concrete buildings in Seoul and Seoul national university of technology are given. 16 Low-rise Reinforced concrete buildings are measured for ambient vibration to obtain the vibrations characteristics. The natural periods obtained by ambient vibration measurements are compared with those of forecast model suggested by standards and foreign researchers. The natural periods show a clear dependence on building height. On the other hand, the damping ration scatter under the influence of various factors, for example, building height and natural frequency.

본 연구는 해외각국의 RC건물의 내진화기술 가운데, 일본의 기존 RC건물에 대한 내진성능의 평가수법인 내진진단규준의 현황을 소개함과 동시에 그 적용사례 및 지진대책에의 활용가능성을 분석검토하여, 향후 한국실정에 맞는 RC건물의 내진화기술의 개발에 기초적인 자료로서 활용하고자 하는 것이 주목적이다. 이를 위해 본 연구에서는 일본의 동경도에서 최근 실시되어진 지진경험이 없는 RC건물의 내진성능을 내진진단규준에 의한 진단결과인 구조내 진지표(Is)치를 중심으로 통계학적으로 분석하여, 이미 조사되어진 타 지역의 내진성능과 비교검토하였고, 또한 확률론에 입각하여 대상지역의 Is치의 분포특성과 이미 지진 피해를 받은 지역 건물의 Is치 분포특성을 비교검토하여 지진피해율을 추정하였다. 본 연구의 결과는 지진에 대한 보강건물의 효율적인 선정 등, 지진대책에 기본적인 자료로서 활용이 가능하며, 또한 일본의 내진성능 평가방법, 통계학적인 분석방법, 확률론에 입각한 지진피해율 평가방법 등의 방법론은 향후 한국의 RC건물에 대한 내진화기술의 개발에 활용이 가능하다고 사료된다.

25층 규모의 중층 철근콘크리트 주거형 건물을 예제모델로 선정해 구조성능 분석을 진행하였다. 예제모델은 5층, 10층 15 층 20층 25층의 시공단계 모델과 설계가 완료된 완공단계 모델로 구분해 구조해석을 수행하였다. 완공단계와 시공단계 모델들에 대하여, 고유치해석, 횡력저항성능, 완공단계와 시공단계의 설계강도비 비교를 통한 단면성능 검토를 수행하였다. 검토 결과, 시공단계와 완공단계 모두 횡변위와 층간변위비에서 건축구조기준 제한을 초과하지 않는 것을 확인하였고, 단면성능 검토에서는 벽체 일부 데이터를 제외한 모든 부재에서 구조적 안전성을 확인하였다. 따라서 중층 철근콘크리트 주거형 건물의 완공단계에서 구조적 안정성이 확보되면 시공단계에서도 구조적 안전성 확보가 이루어진다는 결론을 도출할 수 있었다.

대다수의 중·저층 RC 건물은 다양한 수평저항시스템으로 이루어져 있으며, 그 가운데에서도 취성적인 파괴성상을 나타내 는 전단파괴형 부재와 연성능력이 탁월한 휨파괴형 부재가 대표적이며, RC 건축물의 내진성능은 각 파괴모드를 나타내는 부재의 강도 및 변형특성의 조합으로 평가되어야한다. 본 연구에서는 전단 및 휨파괴형 부재가 혼합된 중·저층 RC 건물을 대상으로 반복가력실험을 수행하여 내진성능을 검토하였다.

중층 철근콘크리트 주거형 건물은 국내에서 많은 비중을 차하며, 이러한 건물의 시공단계에서 발생 될 수 있는 문제에 대한 구조성능 분석이 필요하다. 이를 위하여, 25층 규모의 중층 철근콘크리트 주거형 건물을 예제모델로 선정해 구조성능 분석을 진행하였다. 예제모델을 5층, 10층, 15층, 20층, 25층의 시공단계 모델과 설계가 완료된 완공단계 모델로 구분해 구조해석을 수행하였다. 완공단계와 시공단계 모델들에 대하여, 고유치해석, 횡력저항성능, 완공단계에서의 설계강도비와 시공단계에서의 설계강도비를 비교를 통한 단면성능 검토를 수행하였다. 검토 결과, 시공단계와 완공단계 모두 횡변위와 층간변위비에서 건축구조기준 제한을 초과하지 않았는 것을 확인하였고, 단면성능 검토에서는 벽체의 일부 데이터를 제외한 모든 부재에서 구조적 안전성을 확인하였다. 따라서, 중층 철근콘크리트 주거형 건물의 완공단계에서 구조적 안정성이 확보되면 시공단계에서도 구조적 안정성 학보가 이루어진다는 결론을 도출할 수 있었다.

In this study, a new RCSF (Reinforced Concrete Steel Frame) external connection method is proposed for seismic strengthening of medium-and low-rise reinforced concrete buildings. The RCSF method, proposed in this study, is capable of carrying out the seismic retrofitting construction while residents can live inside structures. The method is one of the strength design approach by retrofit which can easily increase the ultimate lateral load capacity of concrete buildings controlled by shear. The pseudo-dynamic test, designed using a existing school building in Korea, was carried out in order to verify the seismic strengthening effects of the proposed method in terms of the maximum load carrying capacity and ductility. Test results revealed that the proposed RCSF strengthening method installed in RC frame enhanced conspicuously the strength and displacement capacities, and the method can resist markedly under the large scaled earthquake intensity level.

There are several guidelines for seismic performance evaluation given by institutions to proper seismic reinforcement. The guidelines given by Korea Infrastructure Safety & Technology Corporation, National Emergency Management Agency and Korea Educational Development Institute were analyzed. This paper analyzed seismic test procedure of three institutions and compared stage specific difference.

The objectives of this research are to compute performance point using capacity spectrum analysis, and to use structural damage states classification and damage state criteria through interstory drift angle presented in HAZUS. Seismic fragility curve is drawn by seismic fragility parameter and predict damage probability about non seismic reinforced concrete buildings according to building shapes.

본 연구에서는 기존 강재브레이스 내진보강법이 가지는 좌굴문제 등 단점을 극복할 수 있는 중 저층 철근콘크리트 건축물에 효과적으로 적용할 수 있는 새로운 내진보강법을 개발하였다. Carbon Fiber Composite Cable (CFCC)을 이용하여 건축물 골조 외부에 X자 형태로 내진보강을 실시하고, 상부 및 하부 보 양 단부에 CFCC X-브레이싱을 고정하기 위해서 평판 및 돌출형 나사식 접합으로 내진보강을 실시하는 내진보강법으로서, 반복하중 실험을 통하여 내진보강 효과를 규명하였다. 실험체는 비교용 비보강 골조, 평판형 및 돌출형 CFCC X-브레이싱 내진보강 골조 실험체 총 3개를 제작하였다. 실험결과, 본 연구에서 개발한 CFCC 내진보강법은 강도증진형 내진보강법으로 드러났으며, 기존 강재브레이스 보강법 대비 중량증가가 거의 없으며, 재료자체가 압축에 대한 좌굴이 없으며, 경량이므로 시공성이 매우 우수하고 중량 및 체적대비 우수한 강도가 발휘될 뿐만 아니라 특히, CFCC의 직경을 변경함으로서 내진보강 목적 (강도 보강량)에 대응하여 내진성능을 쉽게 변화시킬 수 있는 장점이 있다.

Many existing building in korea, constructed according to an out-date standard, were found to be inadequate to withstand major earthquake. Accordingly, significant research effort has been devoted to develop and evaluate different strengthening techniques to increase to seismic resistance of R/C structure. In our previous research[1], the galss fiber sheet and carbon fiber brace system for seismic strengthening was developed. In the study, a three-story R/C building that represent a typical Korean school constructed in 1980s was selected, and its seismic performance before and after strengthening was evaluated based on the seismic capacity evalution method.

This paper presents an analytical approach to evaluate a possibility of progressive collapse of reinforced concrete frame structure. In order to simulate adequate behavior of the structure, we considered the bond failure of lap spliced bars due to concrete crack in a plastic hinge region. Analysis result gave that there was additional deflection due to the bond failure of bar in beams at the node where the increasing displacement load was applied. The stress was concentrated to the beam where a column was removed, and as it goes up to higher stories, the moment change of an upper story appeared less.

연쇄붕괴는 구조부재의 국부적인 파괴가 주변부재로 이어지고 이 파괴가 또 다른 주변부재의 파괴로 이어지는 붕괴를 의미한다. 현재 국내에서는 연쇄붕괴 방지를 위한 설계지침이 마련되어 있지 않은 형편이다. 특히 구조설계 시 연쇄붕괴 저항성능의 평가를 할 필요가 있을 때 연쇄붕괴 방법 및 절차에 대한 기준이 없어 엔지니어들이 많은 어려움을 느끼고 있다. 따라서, 본 연구에서는 연쇄붕괴 저항성능평가에 가장 많이 사용되는 GSA 가이드라인을 이용하여 정적 및 동적해석에 의해 평가하는 방법 및 절차를 소개하고, 철근콘크리트 모멘트저항골조에 대해 연쇄붕괴 성능평가를 수행하여 각 해석방법에 의한 결과를 비교, 분석하였다. 연구의 결과 국내 설계기준에 의해 내진 설계된 해석모델의 철근콘크리트 모멘트저항골조 시스템은 DCR 값이 2를 초과하여 연쇄붕괴에 충분한 대체하중 경로를 제공하지 못하며, 연쇄붕괴를 고려하기 위해서는 추가적인 보강이 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한, 선형동적해석과 선형정적해석의 수직 처짐 및 DCR 값을 비교한 결과, 정적해석에 의한 평가결과보다 보수적인 결과를 나타내어 실용적인 방법으로서 현재 제안되고 있는 하중조합의 2배를 고려하는 동적계수를 고려한 선형정적해석의 사용이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 1980년대 표준설계도면에 의해서 건설된 국내 학교건물을 대상으로 일본 내진진단 기준, 비선형 정적 및 동적해석을 수행하여 내진안전성을 평가하였다. 내진진단 결과, 구조내진지표(IS)는 0.2~0.4로 평가 되었으며, 이 결과는 150gal정도의 지진 규모에서 중규모 이상의 지진피해를 받을 가능성이 있다고 판단된다. 비선형 정적해석결과, 장변방향은 부재각 R=1/150rad., 단변방향은 1/100rad.에서 각각 항복하였으며, 비선형 동적해석결과, Hachinohe. EW(200gal)입력지진동에서 대상건물 1층 장변방향 19.85cm 및 단변방향 23.3cm의 최대 지진응답변위를 각각 나타내었다. 지진피해도 판정법을 이용하여 1980년대 국내 학교건물의 내진안전성을 최종적으로 평가한 결과에 의하면 150gal이상의 지진에서 중규모 지진피해가 발생할 가능성이 예측되며, 내진보강 등 실제적인 지진대책이 시급하다고 판단된다.