지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이기학
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수13
이 논문의 연구 히스토리 (2)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
최근 전 세계에 걸쳐 빈번하게 발생하고 있는 지진과 그로 인한 인적, 물적 피해가 막대한 수준으로 증가하고 있다. 그 중 일본과 중국 등 아시아지역에서 발생하는 지진 피해가 가장 크다. 판 경계인 일본과 가까이에 위치한 우리나라도 지진의 위험으로부터 자유롭지 않은 실정이다. 본 논문에서는 지진 발생 시 학생들이 머무르는 교육공간으로 또한 지진재해 발생 후 민간 대피소로 활용되어 2차 여진이나 강진의 피해로부터 내진성능을 확보해야 하는 국내 학교 건축물을 대상으로 VES제진댐퍼 보강 후 내진성능을 평가하였다.
본 논문에 적용된 VES댐퍼시스템은 강성이 높은 두 개의 강판 플랜지 사이에 고감쇠 점탄성고무를 가황으로 접착하여 만든 점탄성 제진댐퍼시스템인다. 기존 실험연구의 실험값을 바탕으로 하여 본 연구에서는 MIDAS/Gen에서의 댐퍼 모델링과 비선형 정적, 동적해석을 통한 검증을 수행하였다.
내진성능평가 순서는 크게 세 가지로 볼 수 있다. 먼저 설계도와 기준을 보고 대략적으로 평가할 수 있는 예비평가가 있고, 부재의 강도지표와 연성지표 계산식에 의한 1차 상세평가가 있다. 1차 상세평가에서도 만족스런 점수를 얻지 못하였을 경우 2차 상세평가를 수행하게 되는데 2차 상세평가는 컴퓨터 해석프로그램을 이용한 비선형 정적해석(Nonlinear Static Pushover Analysis)을 통해 건물의 내진성능을 평가하는 것이다. 구조물의 성능수준 평가는 FEMA 356을 기반으로 수행하였다.
비선형 정적해석은 응답스펙트럼 해석법(Response Spectrum)에 기초를 두고 수행하였다. 기존 건물의 능력스펙트럼과 요구 성능이 만나는 교점인 성능점(Performance Point) 확인을 통해 성능점에서의 학교건물의 내진능력을 평가하였다. 내진성능 해석 및 평가는 국토교통부와 시설안전공단, 교육과학기술부에서 제시한 가이드라인에 따라 이루어졌다.
본 논문에서는 비선형 정적해석 뿐만 아니라 비선형 동적해석도 수행하였다. 지진이 발생하였을 경우 손상도를 확인하고자 기존 학교 건축물에 지진파 7개(El-centro, Taft, Northridge, Sanfernando, Hollywood, Loma, Parkfield)를 KBC2009의 기준에 맞게 스케일링하여 적용하였다.
내진성능 보강 방안으로는 전단벽, Brace, CST30댐퍼시스템의 세 가지를 대상건물의 대상건물에 적용하여 내진성능을 평가하였다. 그 후 각각의 경우를 비교하여 보강 후 목표한 내진성능에 대상 학교 건축물이 얼마나 내진성능을 만족하는지 확인하였다. 전단벽과 Brace는 건물의 X방향에 대하여 보강한 것이다. 전단벽과 Brace는 한 층에 4개소씩 2층까지 보강하였다. CST30제진댐퍼시스템은 X방향으로 두 개소를 보강하였다. 이에 따른 결과 X방향에서 보강 후 내진성능이 향상되었다. 비선형 정적해석 결과 Brace 보강이 가장 큰 보강효과를 보였다.
내진성능 평가 후 각 보강안의 경제성에 대한 평가도 수행되었다. 기타공사비를 제외하고 재료비만 비교한 결과 전단벽과 Brace에 비해 CST30댐퍼의 가격이 가장 높게 나타났다. 세 가지 보강안의 적용 후 기초의 허용지내력을 검토한 결과 CST30댐퍼의 경우를 제외하고 나머지 두 경우에서는 보강 후 기초 반력이 허용지내력을 초과하여 기초 보강이 필요함이 확인되었다. 따라서 댐퍼는 강성과 연성을 동시에 증가시킬 수 있는 방안으로 초기비용은 높지만 별도 기초의 보강이 필요 없고 요구되는 내진성능 목표에 명확하게 내진성능을 확보할 수 있는 우수하고 효율적인 보강안이라고 할 수 있다.
본 논문에 적용된 VES댐퍼시스템은 강성이 높은 두 개의 강판 플랜지 사이에 고감쇠 점탄성고무를 가황으로 접착하여 만든 점탄성 제진댐퍼시스템인다. 기존 실험연구의 실험값을 바탕으로 하여 본 연구에서는 MIDAS/Gen에서의 댐퍼 모델링과 비선형 정적, 동적해석을 통한 검증을 수행하였다.
내진성능평가 순서는 크게 세 가지로 볼 수 있다. 먼저 설계도와 기준을 보고 대략적으로 평가할 수 있는 예비평가가 있고, 부재의 강도지표와 연성지표 계산식에 의한 1차 상세평가가 있다. 1차 상세평가에서도 만족스런 점수를 얻지 못하였을 경우 2차 상세평가를 수행하게 되는데 2차 상세평가는 컴퓨터 해석프로그램을 이용한 비선형 정적해석(Nonlinear Static Pushover Analysis)을 통해 건물의 내진성능을 평가하는 것이다. 구조물의 성능수준 평가는 FEMA 356을 기반으로 수행하였다.
비선형 정적해석은 응답스펙트럼 해석법(Response Spectrum)에 기초를 두고 수행하였다. 기존 건물의 능력스펙트럼과 요구 성능이 만나는 교점인 성능점(Performance Point) 확인을 통해 성능점에서의 학교건물의 내진능력을 평가하였다. 내진성능 해석 및 평가는 국토교통부와 시설안전공단, 교육과학기술부에서 제시한 가이드라인에 따라 이루어졌다.
본 논문에서는 비선형 정적해석 뿐만 아니라 비선형 동적해석도 수행하였다. 지진이 발생하였을 경우 손상도를 확인하고자 기존 학교 건축물에 지진파 7개(El-centro, Taft, Northridge, Sanfernando, Hollywood, Loma, Parkfield)를 KBC2009의 기준에 맞게 스케일링하여 적용하였다.
내진성능 보강 방안으로는 전단벽, Brace, CST30댐퍼시스템의 세 가지를 대상건물의 대상건물에 적용하여 내진성능을 평가하였다. 그 후 각각의 경우를 비교하여 보강 후 목표한 내진성능에 대상 학교 건축물이 얼마나 내진성능을 만족하는지 확인하였다. 전단벽과 Brace는 건물의 X방향에 대하여 보강한 것이다. 전단벽과 Brace는 한 층에 4개소씩 2층까지 보강하였다. CST30제진댐퍼시스템은 X방향으로 두 개소를 보강하였다. 이에 따른 결과 X방향에서 보강 후 내진성능이 향상되었다. 비선형 정적해석 결과 Brace 보강이 가장 큰 보강효과를 보였다.
내진성능 평가 후 각 보강안의 경제성에 대한 평가도 수행되었다. 기타공사비를 제외하고 재료비만 비교한 결과 전단벽과 Brace에 비해 CST30댐퍼의 가격이 가장 높게 나타났다. 세 가지 보강안의 적용 후 기초의 허용지내력을 검토한 결과 CST30댐퍼의 경우를 제외하고 나머지 두 경우에서는 보강 후 기초 반력이 허용지내력을 초과하여 기초 보강이 필요함이 확인되었다. 따라서 댐퍼는 강성과 연성을 동시에 증가시킬 수 있는 방안으로 초기비용은 높지만 별도 기초의 보강이 필요 없고 요구되는 내진성능 목표에 명확하게 내진성능을 확보할 수 있는 우수하고 효율적인 보강안이라고 할 수 있다.
목차
제1장 서론 11.1 연구배경과 목적 11.2 기존 연구에 대한 고찰 4제2장 내진성능 보강시스템 62.1 전단벽보강의 특성 72.2 Brace 보강의 특성 82.3 CST30제진댐퍼시스템의 특성 92.3.1 비선형 정적해석에 대한 댐퍼 모델링 112.3.2 비선형 시간이력해석에 대한 댐퍼 모델링 132.3.3 2층 1경간 골조시스템을 통한 댐퍼 모델링 검증 142.3.4 건물 예제를 통한 댐퍼 모델링 검증 182.4 내진보강 시스템 비교 20제3장 내진성능 예비평가 213.1 대상건물의 특성 213.2 예비평가의 정의 253.3 대상건물의 예비평가 결과 29제4장 내진성능 상세평가 334.1 비선형 정적해석을 통한 내진상세평가 334.1.1 보강 전 비선형 정적해석 384.1.2 보강개소 산정 414.1.3 보강방법에 따른 비선형 정적해석 424.1.4 비선형 정적해석 결과 비교 544.2 비선형 동적해석을 통한 내진상세평가 564.2.1 보강 전 비선형 동적해석결과 604.2.2 X방향 보강 후 비선형 동적해석결과 624.2.3 Y방향 보강 후 비선형 동적해석결과 654.3 보강시스템의 경제성 비교 684.4 기초 검토 결과 71제5장 결론 73참고문헌 75Abstract 77
최근 본 자료
댓글(0)
0