This study investigated the rocking behavior of unreinforced masonry walls and wall piers under cyclic loading. Based on the benchmark tests, the characteristics of load-deformation relations in masonry walls with rocking failure were captured, focusing on observed deformation modes. The rocking strengths of masonry walls (i.e., peak and residual strengths) were evaluated, and the effects of opening configurations on the masonry wall strength were examined. The deformation capacity of the rocking behavior and the hysteresis shape of the load-deformation relations were also identified. Based on the results, modeling approaches for the rocking behavior of masonry walls were discussed.

This study proposed a simplified finite element analysis procedure for designing the nonstructural masonry wall in the out-of-plane direction. The proposed method is a two-step elastic analysis procedure by bilinearizing the behavior of the masonry wall. The first step analysis was conducted with initial stiffness representing the behavior up to the effective-yield point, and the second step analysis was conducted with post-yield stiffness. In addition, the orthotropic material property of the masonry was considered in the FE analysis. The maximum load was estimated as the sum of the maximum loads in the first and second step analyses. The maximum load was converted into the moment coefficients and compared with those from the yield line method applied in Eurocode 6. The moment coefficients calculated through the proposed procedure showed a good match with those from the yield line method with less than 6% differences.

Nonlinear static analysis and preliminary evaluation were performed in this study to evaluate the seismic performance of unreinforced masonry buildings subjected to various soil conditions based on the revised Korean Building Code. Preliminary evaluation scores and nonlinear static analyses indicated that all buildings were susceptible to collapse and did not reach their target performance. Therefore, retrofit of those building models was carried out through a systematic procedure to determine areas to be strengthened. It was possible to make most building models satisfy performance objectives through the reinforcement alone of damaged external shear walls. However, the application of a preliminary evaluation procedure to retrofit design was found to be too conservative because all the retrofitted building models verified with nonlinear static analysis failed to satisfy performance objectives. Therefore, it is possible to economically retrofit unreinforced masonry buildings through the fortification of external walls if a simple evaluation procedure that can efficiently specify vulnerable parts is developed.

Lightly reinforced concrete (RC) moment frames may suffer significant damage during large earthquake events. Most buildings with RC moment frames were designed without considering seismic loads. The load-displacement response of gravity load designed frames could be altered by masonry infill walls. The objective of this study is to investigate the load-displacement response of gravity load designed frames with masonry infill walls. For this purpose, three-story gravity load designed frames with masonry infill walls were considered. The masonry infilled RC frames demonstrated larger lateral strength and stiffness than bare RC frames, whereas their drift capacity was less than that of bare frames. A specimen with a partial-height infill wall showed the least drift capacity and energy dissipation capacity. This specimen failed in shear, whereas other specimens experienced a relatively ductile failure mode (flexure-shear failure).

Recent decades, maintenance and reconstruction have been paid attention to old buildings. Especially, it has been recognized that seismic retrofit measures are necessary for non-reinforced masonry buildings which are used for prevailing building constructions. However, such applications can be limited due to its excessive costs, long-period, and inherent difficulty in securing construction spaces. For this reason, different reinforcement methods have been proposed by previous researchers in the economic manner. This study carried out an adhesive retrofit material upgrading low workability and excessive costs of existing reinforcement methods and, in turn, verified the level of seismic reinforcement throughout experimental studies. In order for the objectives, masonry walls with an aspect ratio of 1.0 were designed and manufactured. Also, effective parameters which are affected by openings, adhesive material types, the number of reinforcement layers, and lateral load levels were established. Experimental results showed that MW specimens without openings were collapsed for low-seismic resistances resulting from rocking failure modes, while strength and displacement capacities were improved for reinforced openings. Also, R-MWO-3F specimens with opening which was enhanced for three layers of stiffener showed displacement, ductility capacities, and energy dissipating capacities in the stable manner, even satisfying the collapse prevention level proposed in the current seismic codes.

철근콘크리트 건축물에서 비내력벽(Masonry Infill Walls)은 내부 칸막이벽이나 중저층 규모의 건물 외벽에 흔히 사용된다. 그렇지만 대부분의 경우에 비내력벽은 비구조체이므로 구조설계시 건물의 모형화에서 무시된다. 따라서 본 연구에서는 비내력벽을 보편화된 모형화 방법인 등가의 대각 압축 스트럿(Equivalent Diagonal Strut)으로 고려하여 비내력벽의 유무에 따른 저층 철근콘크리트 건축물의 전체적인 지진거동의 양상을 평가하고자 하였다. 해석결과로 비내력벽을 고려하면 시스템의 추가적인 강도 및 강성을 확보하여 층간변위비를 줄일 수 있으나 진동주기가 짧아져서 설계단계에서 고려한 지진하중보다 큰 하중을 받게 된다. 연약층이 있는 모델의 경우에는 기둥에 소성거동이 집중됨을 알 수 있으며 부분적인 붕괴가 전체 시스템의 붕괴 원인의 가능성을 가진다.

본 연구는 보강 조적벽체의 지진거동에 대한 실험적 연구로써, 기둥의 보강, 조적벽체의 보강, 횡하중 높이에 대한 역학적 특성을 분석하였다. 시험체는 구멍이 있는 콘크리트 블록으로 만들었고, 전단 스팬비, 횡하중 높이의 영향, 보강기둥 및 벽체 철근 보강비에 대한 구조적 특성을 파악할 수 있도록 하였다. 벽체의 횡력에 대한 하중점의 벽체 높이의 0.67, 1.08 및 1.1배로 하였다. 수평방향의 철근비는 0, 0.08, 0.18, 수직 방향의 철근비는 0.18, 0.36, 0.64로 하였다.

비록 제한된 범위내에서나마 일련의 유한요소해석을 통하여 비보강 조적조 벽체의 면내방향 내진성능을 조사하였다. 이를 위하여 비보강 조적벽체는 연속체로 가정하여 등방성 평면응력요소로 취급하였으며, 비보강 조적조의 균열거동을 위하여 균열특성이 요소내에 분포하는 것으로 가정하는 분포균열모델을 사용하였다. 모두 70가지 서로 다른 경우의 비보강 조적벽체 모델을 해석하였는데, 축력비, 형상비 및 유효단면적비 등의 변수를 고려하였다. 해석결과 이들 변수가 비보강 조적벽체의 극한강도에 지대한 영향을 미치며 상호 작용하는 것으로 확인되었다. 비보강 조적벽체의 여러 가지 취성적 요인과 복합적인 파괴형태의 가능성을 감안하여 현재 우리 나라 규준에서 사용하고 있는 반응수정계수의 크기를 재고하여야 함이 지적되었다.

이 연구는 지진 하중 저항성이 낮은 무보강 조적벽체를 대상으로 강봉을 활용한 비부착 보강에 대해 전단 거동을 비교하여 확인하였다.

본 논문에서는 국내 비내진상세 조적채움벽 RC 골조의 내진성능을 파악하기 위하여 실규모 크기의 비내진상세 조적채움벽 RC 골 조를 대상으로 정적실험을 실시하였으며, 기존 비내진상세 RC 골조 의 정적 실험결과와의 비교·분석을 통하여 조적채움벽체가 RC 골조의 내 진성능에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 실험 결과. 조적채움벽 RC 골조 실험체는 조적채움벽체에 의한 압축력으로 기둥, 보 , 접합부 등 골조 전체에 균열 등의 손상이 발생하였으며, 접합부 전단균열이 벌어지고 철근이 노출되면서 취성 파괴되었다. 한편, 조적체움벽 RC 골조 실 험체의 수평하중과 층간변형각 관계는 벽체 슬라이딩 균열, 기둥 균열 등으로 강성이 저하되었으며, 철근 항복이후 최대 내력에 도달하고 접합 부 균열의 확대, 철근 노출 등으로 내력이 최대 내력의 40% 정도로 저하되었다. 조적채움벽체로 인하여 기둥 상·하단 및 접합부에만 집중되던 손상이 기둥, 보, 접합부 등 골조 전체에 분산되어 발생하였으며, 기둥의 전단균열이 아닌 접합부의 전단균열의 확대로 최종 파괴되었다. 또한, 조적채움벽체로 인하여 RC 골조의 강성은 12.42배, 내력은 3.63배 증가한 반면에, 강성 증가에 따라 최대 내력 시의 층간변형각은 0.18배, 파괴 시의 변형은 절반 이하로 감소하였다.

This present study proposes a practical strengthening technique for enhancing the in-plane shear strength and ductility of unreinforced masonry walls using the unbonded prestressed wire ropes. Four full-scale masonry walls were tested under constant axial load and cyclic lateral loads. Test results revealed that the developed strengthening procedure was highly effective in enhancing the in-plane shear strength and ductility of masonry walls and controlling crack propagation along head and bed mortar joints

조적조 구조물은 전 세계적으로 중·저층 주거시설, 상업시설, 종교용 건축물, 학교, 관공서 등의 용도로 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나 조적벽체는 조적개체와 모르타르의 이질재료를 접착하여 쌓는 방식의 구조벽체로 지진과 같은 횡력 발생 시 접착력을 잃거나 미끄러지면서 파괴될 수 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하고자 조적식 구조물의 내진보강 기법을 제안하였으며, 진동대 실험을 통하여 내진 성능을 검증하였다. 진동대 실험 결과, 본 연구에서 제안한 내진보강 기법을 이용한 벽체는 한국 건축설계기준이 제시하는 내진 기준인 0.14g와 미국 IBC에서 제시하는 내진 기준인 0.4g에서 모두 최종 파괴에 도달하지 않았다. 그러나, 0.14g 이상의 지진을 경험한 면외방향 실험체의 경우 급격한 강성저하가 관찰되어, 적절한 보수·보강이 필요할 것으로 예측된다.

최근 세계적으로 뉴질랜드 크라이스트처치 지진(규모 6.3), 아이티 지진(규모 7.0), 중국 쓰촨성 지진(규모 7.9) 등의 지진발생 횟수가 증가하고 지진규모도 대형화 되는 추세이며, 우리나라에서도 대형지진발생 가능성이 제기되고 있다. 지진이 발생할 경우 국내 기존 저층건축물의 대부분을 차지하고 있는 조적조 건축물의 피해가 상당할 것으로 예상된다. 조적조 건축물은 연직하중에 대해서는 상당한 저항력을 가지고 있으나, 연성능력이 부족하여 지진 등과 같은 횡하중에 대하여 매우 취약한 단점을 가지고 있다. 그러나 조적조 건축물은 지진에 대한 예방책이 마련되어 있지 않은 실정이며, 이러한 피해를 막기 위해서 조적벽체의 내진성능 평가 및 국내 실정에 적합한 내진보강기법의 개발이 절실히 필요하다. 조적조 건축물의 내진성능을 확보하기 위해서 선행연구1)에서 지진취약부 보강을 위한 보강공법이 제안되었다. 본 연구에서는 제안된 내진보강공법의 적용유무에 따른 비보강/내진보강 조적벽체의 파괴모드 및 내진성능을 파악하고 실험결과 분석을 통해 제안된 내진보강공법의 효과를 검증하고자 한다. 조적벽체의 내진성능을 파악하기 위한 실험을 통해 조적벽체의 개구부 유무에 따른 파괴양상과 전단내력의 변화 등을 관찰하고, 제안된 내진보강방법을 적용한 변수 실험을 통해 제안된 공법이 내진성능에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 내진보강방법은 지진취약부 보강 위주로 설계되었으며, 기존의 조적조 건축물의 내진보강방법을 조사하여 시공성 및 경제성 면에서 뛰어난 면외방향 보강을 위한 메탈라스와 지진취약부를 보강하는 강판을 부착하는 형태를 사용하였다. 비보강 조적벽체는 Rocking과 Sliding에 의한 파괴와 개구부가 있는 시험체의 경우에는 개구부 전단균열이 발생하였다. 비보강 조적벽체의 실험결과를 분석하여 메탈라스와 강판으로 보강하는 방법을 제안하였다. 제안된 내진보강방법을 적용한 조적벽체는 비보강 조적벽체 정적실험에 비해서 강성, 강도, 연성능력 면에서 우수하였다.

일반적으로 조적조는 석재, 벽돌, 시멘트블록 등의 조적 개체와 모르타르(motar) 등 이종재료로 구성된 적층구조로서, 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 가장 오래되고 광범위하게 사용되어진 구조재료이다. 그러나 수직하중에 대한 큰 저항능력에 비해 횡력에 매우 취약한 단점을 갖고 있으며, 최근에 발생한 지진피해사례에서도 저층의 조적조 건축물의 피해가 많이 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 수평전단력 향상을 위하여 기존 사각형 블록 벽체에서 발생되는 횡방향 통줄눈을 방지하여 횡력에 대한 저항력을 높여줄 수 있는 육각형 형태의 블록을 개발하고, 개발된 블록을 사용한 조적 벽체의 구조실험을 수행하여 거동특성과 전단강도의 증가효과 등을 분석하며, 신축 및 건물 리모델링시에 내진보강용으로 사용할 수 있는 조적조를 제안하고자 하였다. 개발된 중공형 및 솔리드형 블록을 사용하여, 블록의 형상 및 수직 철근 보강량 및 배열위치를 변수로 육각형 블록 벽체의 구조실험을 수행 하였으며, 기존 사각형의 조적조 벽체에 비교하여 상대적으로 연성적인 거동과 전단저항 능력의 향상을 확인할 수 있었다.