RC 모멘트골조(학교건물) 내진보강을 위한 끼움 힌지프레임 보강공법
The study of Hinge-frame Retrofitting Methods for Reinforced Concrete Moment Frames (especially in school building)
경주지진(2016) 및 포항지진(2017)이 발생함에 따라 지진 시 구조물의 충분한 안전성 확보 여부에 대한 사회적인 관심과 요구가 크게 증가하고 있다. 철근콘크리트 모멘트골조에 대한 많은 보강공법이 개발되어 왔으나 그에 따른 내진보강성능과 접합부의 성능, 그 설계방법이 정확히 입증된 공법은 많지 않은 상황이다. 본 연구에서는 실물크기에 유사한 2층 보강골조 반복횡가력 실험을 통해서 끼움 힌지프레임의 내진성능을 연구하였다.
H300보강 실험체 균열 양상 및 파괴모드
보강 실험체는 무보강 실험체의 약 3~4배에 상응하는 높은 강도를 발현하였으며, 최대강도에 해당하는 변위비는 무보강 실험체(2.2%)와 비교하여 작거나(H300보강, 1.7%) 비슷했다(H200보강, 2.2%). 또한, 소성모멘트법을 이용한 골조 해석(전단연결재의 효과를 고려함), 상업프로그램인 MIDAS를 통한 비선형 골조 해석, 비선형 유한요소 해석(Abaqus) 등을 통해 2층 골조 실험의 유효성을 입증하였다. 결과적으로, 본 보강공법을 사용하여 RC 모멘트 골조의 내진성능을 향상시킬 수 있음을 입증하였다.
As the Gyeongju Earthquake (2016) and Pohang Earthquake (2017) occur, the social concern and demand for securing sufficient safety of structures during earthquakes have increased greatly. Although many seismic retrofit methods have been developed for reinforced concrete moment frames, there are not clear methods that correctly proved seismic performance, joint performance, and design method. In this study, the seismic performance of the internal steel frame-retrofitting method was investigated through the two-story frame cyclic lateral loading test for almost real scale.
H300 retrofitted specimen crack patterns and failure mode
The retrofitted specimens showed high maximum strength corresponding to about 3 ~ 4 times higher than the bare frame specimen, and the displacement ratio corresponding to the maximum strength was small (H300 retrofit, 1.7%) or similar (H200 retrofit, 2.2%) compared with the bare frame specimen (2.2%). In addition, the two-story frame test results was verified through the frame analysis using the plastic moment method (considering the effect of the shear connector), the nonlinear frame analysis through the commercial program MIDAS, and the nonlinear finite element analysis (ABAQUS). As a result, it was proved that the seismic performance of RC moment frame can be improved by using this retrofitting method.
