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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 엄태성
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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본 연구에서는, 다양한 내진보강공법 중 제진장치를 설치하여 기존 건축물의 층간 변위비와 초기 강성 향상을 위한 공법을 조사하였다. 기존에 휨과 축방향 하중을 동시에 받는 기둥 베이스 연결부의 구조적 거동과 성능은 많이 연구되었지만, 설계에서 사용하기 위한 베이스 연결부의 변형 및 회전 강성에 대한 사항은 충분하지 않다. 따라서, 본 연구에서는 기존 건물에 간주형 댐퍼 설치를 위한 축하중을 받지 않는 기둥의 베이스 연결부 상세를 통해 휨 강도와 회전 강성을 조사하였다. 또한, 후속 실험을 통해 기존 콘크리트 건물에 설치된 베이스 연결부의 구조성능을 조사하였다.
Part Ⅰ에서는 내진보강 댐퍼를 설치하기 위한 기둥 Base plate 연결부의 휨 강도와 회전 강성을 조사하였다. 기둥의 베이스 연결부는 콘크리트 슬래브 상단의 Base plate와 기둥의 길이 방향으로 슬래브를 관통하고 있는 고장력 앵커로 구성되었다. 실험체는 베이스 연결부가 있는 4개의 켄틸레버형 기둥으로 구성되어 있고, 횡방향으로 가력하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 베이스 연결부의 강도와 강성은 Base plate의 두께와 앵커 상세(즉, 앵커볼트 직경 및 앵커와 기둥 간 거리)에 따라 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 앵커 상세에 따른 베이스 연결부의 구조적 거동을 추가로 조사하기 위해 유한요소해석을 실시하였다. 베이스 연결부의 초기 강도와 최종 강도는 각각 탄성 휨 이론과 항복선 이론을 이용하여 평가하였으며, 실험과 유한요소해석 결과를 비교하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다. 이러한 조사 및 연구결과에 기초하여 Base plate 연결부의 설계 및 상세 권장 사항을 제시하였다.
Part Ⅱ에서는 RC보에 앵커링 된 기둥 베이스 연결부의 강도를 평가하기 위한 한계해석방법을 연구하였다. 바닥보와 천장보에 설치된 연결부는 Base plate와 슬래브 관통 앵커 및 보 관통 앵커로 구성되어 있다. 실험체는 보 관통 앵커의 사용 여부와 사용 개수를 변수로 총 5개의 구조 상세가 다른 실험체로 제작되었고, 횡방향으로 가력하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 보 관통 앵커의 설치를 통해 간주형 댐퍼를 위한 기둥 연결부가 목표한 강도 도달할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 유한요소해석을 통해 실험 결과의 하중-변형 관계와 변형 형상을 비교하고, 콘크리트 주응력과 철근 응력을 조사하였다. 마지막으로, 실험 결과를 통해 콘크리트의 균열 면을 관찰하고, 해석 결과를 통해 철근의 응력을 조사하여 RC보에 앵커링 된 기둥 베이스 연결부의 강도 모델 및 평가식을 제안하였다.
Part Ⅰ에서는 내진보강 댐퍼를 설치하기 위한 기둥 Base plate 연결부의 휨 강도와 회전 강성을 조사하였다. 기둥의 베이스 연결부는 콘크리트 슬래브 상단의 Base plate와 기둥의 길이 방향으로 슬래브를 관통하고 있는 고장력 앵커로 구성되었다. 실험체는 베이스 연결부가 있는 4개의 켄틸레버형 기둥으로 구성되어 있고, 횡방향으로 가력하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 베이스 연결부의 강도와 강성은 Base plate의 두께와 앵커 상세(즉, 앵커볼트 직경 및 앵커와 기둥 간 거리)에 따라 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 앵커 상세에 따른 베이스 연결부의 구조적 거동을 추가로 조사하기 위해 유한요소해석을 실시하였다. 베이스 연결부의 초기 강도와 최종 강도는 각각 탄성 휨 이론과 항복선 이론을 이용하여 평가하였으며, 실험과 유한요소해석 결과를 비교하여 제안된 방법의 타당성을 검증하였다. 이러한 조사 및 연구결과에 기초하여 Base plate 연결부의 설계 및 상세 권장 사항을 제시하였다.
Part Ⅱ에서는 RC보에 앵커링 된 기둥 베이스 연결부의 강도를 평가하기 위한 한계해석방법을 연구하였다. 바닥보와 천장보에 설치된 연결부는 Base plate와 슬래브 관통 앵커 및 보 관통 앵커로 구성되어 있다. 실험체는 보 관통 앵커의 사용 여부와 사용 개수를 변수로 총 5개의 구조 상세가 다른 실험체로 제작되었고, 횡방향으로 가력하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 보 관통 앵커의 설치를 통해 간주형 댐퍼를 위한 기둥 연결부가 목표한 강도 도달할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 유한요소해석을 통해 실험 결과의 하중-변형 관계와 변형 형상을 비교하고, 콘크리트 주응력과 철근 응력을 조사하였다. 마지막으로, 실험 결과를 통해 콘크리트의 균열 면을 관찰하고, 해석 결과를 통해 철근의 응력을 조사하여 RC보에 앵커링 된 기둥 베이스 연결부의 강도 모델 및 평가식을 제안하였다.
목차
Part ⅠStrength and Stiffness of Column Base Plate Connection for Seismic Retrofit Damping DevicesⅠ. 서론 21.1 연구 배경 및 필요성 21.2 선행 연구 21.3 연구 목적 및 내용 3Ⅱ. 설계 이론 62.1 베이스 연결부 휨 강도 62.2 Base plate 항복 전 회전 강성 8Ⅲ. 실험 계획 113.1 실험체 상세 113.2 재료 시험 133.3 가력 및 측정 14Ⅳ. 실험 결과 154.1 하중-변형 관계 및 파괴 모드 154.2 실험 변수의 효과 174.3 Base plate 변형률 18Ⅴ. 해석 연구 205.1 모델링 205.2 해석 및 실험 결과 비교 225.3 파라메트릭 연구 24Ⅵ. 베이스 연결부의 강도 및 강성 276.1 베이스 연결부 휨 강도 276.2 항복 전 회전 강성 29Ⅶ. 권장 상세 및 향후 연구 33Ⅷ. 결론 35Part ⅡStrength Evaluation of Column Base Connection Anchored to RC BeamⅠ. 서론 37Ⅱ. 실험 계획 392.1 실험체 형상 및 상세 392.2 제작 과정 422.3 재료 시험 432.4 재하 및 계측방법 46Ⅲ. 실험 결과 503.1 바닥보 503.2 천장보 56Ⅳ. 해석 연구 614.1 재료모델 614.2 Modeling 상세 654.3 해석결과 67Ⅴ. 앵커연결부 강도모델 개발 755.1 실험체별 강도평가 755.2 강도평가 모델 고찰 825.2 강도평가 모델 제안 83Ⅵ. 결론 84참고문헌 85부록 (Part Ⅰ, Ⅱ) 88Abstract 99
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