본 연구에서는 저층 조적채움벽 철근콘크리트 골조 구조물의 내진보강 전과 후에 대하여 강제 진동 실험과 상시 진동 계측을 수행하였으며 시스템 식별과정을 통하여 구조물의 동특성을 구하고 해당 구조물과 유사한 동특성을 보이는 해석 모델을 만들었다. 시스템 식별 결과 댐퍼가 설치된 x방향의 감쇠비가 증가되었으며, 해석 모델과 비교한 결과 추가 설치된 부재들(전단벽과 댐퍼)의 유효 강성은 부재의 총단면 강성의 50%만이 발현되어 해당 부재들이 기존의 구조물이나 부재와 완전히 일체화되지는 않음을 알 수 있었다. 또한, 추가 설치된 기초의 y방향 구속조건을 핀으로 하여야 동특성을 일치시킬 수 있었는데, 이는 새로운 기초가 설치되며 해당 지질의 특성이 변화되었기 때문으로 보인다.

본 연구는 우리나라에서 저층 주거용 건물로 널리 사용되고 있는 2층 규모의 비보강조적조 의 1/3 축소 모델에 대한 진동대 실험을 수행한 것이다. 본 연구의 주목적은 내진설계가 이루어지지 않은 조적조 건물의 내진거동을 살펴보고, 실험적 자료를 확보하는데 있다. 실험대상구조물은 횡방향으로는 대칭이지만 종방향으로는 약간 비대칭이고, 비교적 강한 다이어프램을 나타내는 콘크리트 슬래브로 되어있다. 실험체에 대한 모의 지진하중은 가속도를 점차 증가시켜가면서 종방향으로 가력하였다. 실험에서 얻은 구조물의 동적 응답자료는 진동대의 입력지진과 연관지어서 분석하였다. 더욱이 성능기초설계를 위한 성능수준을 제시하였다. 실험결과 1층에서의 전단파괴가 지배적이고 상부층은 강체거동을 보여주었다. 또한 균열 발생후에도 상당한 강도와 변형능력을 보유하고 있는 것으로 나타났다.

최근 전 세계적으로 지진의 발생빈도가 증가하는 경향을 보이며 일부는 지진해일을 동반한 대규모 피해가 발생하고 있다. 2004년 12월 26일 인도네시아 수마트라 지진해일은 약 30만명의 인명피해와 100억 달러 이상의 재산피해가 발생하였으며, 2011년 3월 11일 일본 동북지방 태평양 연안 지진해일은 15,800여명의 인명피해와 25조엔 이상의 재산피해가 발생했다. 또한 국내에서도 일본의 서해 해역에서 발생한 아키타지진(1983년 5월, M7.7)과 오쿠시리지진(1993년 7월, M7.8)의 영향으로 국내 동해안 일대에 피해가 발생한 사례가 있다. 이러한 추세에도 불구하고 국내에서는 지진해일에 대한 국내 건축물의 대비책은 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 건축물에 80%이상을 차지하고 있는 연안가 조적조 건축물에 대한 안전성을 예상 침수심 깊이에 따라 평가하였다.

In this study, the case of the seismic evaluation and retrofit for domestic masonry building, which are applied to the house for the aged in Busan city, was introduced. Seismic evaluation can be decided by comparing the seismic capacity index(Is) with the seismic protection index(Iso). According to the seismic evaluation, the seismic retrofit using metal lath and steel plate retrofit method was applied to the case of the lack of the seismic capacity. As a result of the retrofit, the seismic capacity was improved.

최근 전 세계적으로 지진의 발생 횟수가 증가하고 그 규모도 대형화 되면서 우리나라에서도 대형지진발생 가능성이 제기되고 있다. 우리나라 저층 구조물의 50% 이상을 차지하는 비보강 조적조 건축물은 노후화되었고 내진설계가 적용되지 않았을 뿐만 아니라 구조형식 자체가 중력저항형식으로 지진하중에 매우 취약한 구조이기 때문이다. 지진이 발생할 경우, 조적조 건축물의 붕괴로 인하여 막대한 인명피해 및 재산피해가 발생할 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 실물크기의 2층 조적조 건물을 대상으로 선행연구1)에서 제안된 내진보강공법의 적용유무에 따른 진동대 실험을 수행하여 비보강 및 내진보강 조적조 건물의 거동 및 파괴형상과 제안된 내진보강방법의 내진성능을 평가하는 것을 본 연구의 주된 목적으로 한다. 실험체는 실대형 조적조 건물을 진동대의 크기 및 용량을 고려하여 2층으로 계획하였고, 4면의 벽체에 대하여 벽체의 크기, 개구부의 유무, 개구부의 크기 및 위치를 변수로 하여 제작하였다. 내진보강 실험체는 선행연구1)에서 제안된 바와 같이 지진 취약부 및 면외방향으로 메탈라스 및 강판 띠를 설치하여 내진보강 하여 제작하였다. 지진파는 El-Centro NS파(1940년, PGA＝350gal)로 최대가속도를 기준으로 실험체의 파괴모드를 고려하여 스케일을 증가시키면서 가진하였다. 비내진보강 실험체는 개구부 전단균열, 바닥슬래브-벽체 접합부파괴가 주된 파괴형태로 나타났으며, 가진스케일 증가에 따라 균열이 확장되며 최종파괴에 이르렀다. 내진보강 실험체는 지진취약부 집중보강으로 인해 개구부 전단균열은 미미하였고, 가진스케일의 증가에 따라 실험체 전체의 강체거동에 의해 바닥슬래브-벽체의 파괴에 의해 실험이 종료되었다. 내진보강 실험체는 비내진 실험체에 비해서 변위응답이 2배이상 증가하여 연성능력이 향상되었고, 가속도 응답도 약 20%이상의 응답 저감효과를 보였다. 입력에너지 또한 비보강 실험체에 비해 4배 이상의 에너지 흡수능력을 보여 우수한 내진보강효과가 발휘된 것으로 나타났다.

본 연구에서는 국내에서 수행되었던 조적조의 재료특성과 부재특성에 대한 실험연구 결과를 이용하여 유한요소 해석을 수행하여 본 연구에서 이용한 유한요소 해석 방법에 대한 신뢰성을 확보한 다음, Prototype 조적조 건축물에 적용하여 얻은 내진성능을 분석하여 국내 비보강 조적조 건축물의 지진에 대한 안전성을 평가하고자 하였으며, Prototype 건축물의 해석결과, 수평전단력과 평균 전단응력은 기존의 실험연구와 비슷한 값을 나타냈다.

50년 이상 경과된 조적조 건축물은 석회모르타르로 시공되었으나 보수공사 시 시멘트모르타르를 사용하여 기존 재료와의 상이함으로 인한 문제가 다수 발생하였다. 또한, 조적조 건축물의 보수공사 시 참고할 수 있는 석회모르타르에 대한 객관화된 자료의 부족과 상세기준이 없으며, 미숙련 조적공의 시공으로 인하여 건축물의 객관적인 구조성능을 평가하기가 어렵다. 조적조 건축물의 원형을 보존하기 위해서는 해당 건물의 재료와 기법에 대한 기술사적 연구가 중요하다. 그러므로 본 연구는 석회모르타르의 배합비, 배합재료, 양생기간 및 조건 등에 따른 압축강도 실험을 행하고, 이를 토대로 시멘트모르타르와 석회모르타르를 비교분석하여 석회모르타르의 구조적 특성을 정리한다.