대형 진동대실험을 통한 천장시스템 내진성능평가
Seismic Performance Evaluation of Large-Size Suspended Ceilings Using an Array of Shaking Tables
고강도 강재를 적용한 비대칭 하이브리드 합성보 휨실험
Flexural Testing of Asymmetric Hybrid Composite Beams Fabricated from High-Strength Steels
최근 국내외 지진에서 발생한 비구조요소의 피해는 막대한 경제적·기능적 손실을 초래하였으며 비구조요소의 내진설계에 대한 중요성을 부각시켜주었다. 천장시스템은 가장 빈번하게 보고되는 대표적 지진취약 비구조요소로서 과거 주요 지진에서 막대한 피해가 발생하였음에도 불구하고 복잡한 상세와 거동으로 인해 여전히 많은 경우 경험적으로 설계되고 있다. 본 연구에서는 천장시스템의 내진성능평가 및 동특성 분석을 위한 진동대 실험을 수행하였다. 실험체는 국내외 대표적 비내진 상세를 적용하여 제작하였으며, 두 개의 진동대를 활용한 실규모급 1축 가진 실험체 (13m x 5m)와 3축 가진 영향 분석을 위한 3.9m x 3.9m 규모의 실험체를 포함한 총 5개의 실험체를 제작하였다. 실험결과를 통해 천장시스템의 내진성능 및 주요 동특성(증폭계수, 감쇠율 및 주기)을 분석하였으며 주기 예측을 위한 거동모델을 제안하였다.
Seismic damages reported during past major earthquakes have clearly demonstrated the critical role of nonstructural elements and the importance of seismic design of nonstructural elements. Suspended ceiling systems are the most frequently reported earthquake-vulnerable nonstructural elements. Despite their importance, suspended ceiling systems are still designed empirically rather than by a well-established engineering procedure because of their complex construction details and behavior. In this study, in order to evaluate the ceiling performance more realistically, dynamic tests of large-size suspended ceiling systems (13m x 5m) comparable to actual constructed size were conducted using an array of two shake tables. Including additional four smaller specimens (3.9m x 3.9m), a total of five ceiling specimens were constructed following a conventional non-seismic practice. Based on test results, overall seismic performances were evaluated and some of the key engineering parameters including the acceleration amplification factor, damping ratio and natural frequency were identified. Also, a deformation model to predict the natural frequency of suspended ceiling systems was suggested.