연구개발개요 |
- 현재까지의 국내 지진은 1978년 지진관측 이후 2004년 5월 울진(규모 5.2)지진과 2003년 3월 백령도(규모 5.0)지진 등 총 5회 발생하였고, 최근 2005년 3월 20일 후쿠오카 지진(규모 7.0)으로 경상남도 지역에서는 규모 4.0이상의 지진여파가 있음. 이에 2005년에는 KBC-S 2005에 내진설계규준을 강화시켰음. 그러나 아직은 강진지역의 내진규준 및 내진접합상세를 그대로 들여와 사용하고 있는 실정임. 국내에서 발생하는 지진의 특성을 분석하고 건축물 설계 시 중/약진 지역인 우리나라 실정에 맞는 접합부 개발이 선행되지 않는다면 내진설계법의 개정만으로는 건축물에 필요한 내진성능을 확보하는데 어려움이 있음. - CFT구조는 시공성과 내진성능이 우수하여 고층건물뿐만 아니라 저층건물 및 대공간 구조에서도 사용빈도가 늘어나는 추세임. 현재 중/'약진 지역인 국내의 CFT 접합부 설계는 강진지역의 디테일인 관통형 접합디테일을 그대로 적용하고 있으며 이는 비경제적임. 또한, 한국의 고층구조물은 일반적으로 대부분 RC 코어와 모멘트 프레임으로 구성되어 외부 기둥-보 접합부에서의 횡력저항능력의 고려는 극히 적어지므로 하부 접합디테일의 단순화가 가능함. 건설업의 국제 무한 경쟁 체제하에서 국내 건설업의 전향적인 경쟁력 제고를 위해서는 CFT 구조의 일반화는 당면한 주요 과제 중의 하나라 할 수 있음.
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최종목표 |
본 연구는 한국 등 중/약진 지역에 적합한 접합부 개발의 일환으로 국내외 지진특성 및 구조특성, 내진설계 등의 분석과 구조성능평가 실험 및 해석을 통해 제작성과 시공성이 확보되며 적정 연성능력이 확보되는 기둥-보 접합부의 상/하 이형 내진접합상세를 구축하고자 함. 또한, 내진성능평가 실험 및 해석을 통해 내진성능 검증 및 설계식을 제안하고 국내 적합한 내진접합상세 및 내진설계를 일반화시키기 위한 방안을 제시하는 것을 최종 목표로 함.
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연구내용 및 범위 |
< 1차년도 > 내진분야에서는 국외 중약진 지역의 내진성능설계의 흐름 및 설계 시 고려사항, 내진성능평가방법의 현황을 분석하고 국내 내진접합상세 개발 및 내진성능평가방법에 대한 방향을 설정하였다. 이때, 강진지역과 중약진 지역이 모두 분포하고 있으며 오래 전부터 지진에 대한 많은 연구가 진행되어 내진설계 및 내진성능평가방법 등이 제시되어 있는 미국의 문헌 및 현황을 고찰하였다. 구조분야에서는 접합부 형상개발을 위하여 KBC-S 2005의 내진규준 분석 및 기존 접합형식의 문제점을 분석하고 시공성/경제성 개선을 고려하였다. 또한, 이러한 접합부 요소의 구조성능을 평가하기 위하여 접합부의 상/하 접합상세에 대한 단순인장 실험을 수행하였다. 표준화분야에서는 개발한 접합상세의 표준화 로드맵을 작성하고 국내 접합부 내진상세의 표준화 방안을 제시하기 위하여 국내, 미국, 유럽, 일본의 내진기준 변천과정과 접합부 설계 매뉴얼을 분석하였다. < 2차년도 > ㅇ 내진성능 평가기준의 제안 및 평가방법 완성 - 접합부의 내진성능 평가기준 정립 - 반복하중에 대한 접합부의 내진성능 실험 - 접합부 내진성능 평가방법 개발 - 기둥-보 접합부의 내진성능 평가 ㅇ 중약진지역에 적합한 기둥-보 접합부 개발 - CFT구조/엔드플레이트구조 접합부- 중약진 지역에 적용가능한 접합부의 목표성능 설정 - 접합부 형식의 Prototype 제안 - 구조성능 평가실험 - 이론해석(ANSYS 이용)을 통한 기둥-보 접합부의 구조성능 평가 - 기둥-보 접합부 유한요소해석을 통한 부재크기별 접합상세 결정 - 중약진지역에서 기둥-보 접합부의 신뢰성 및 안전성 평가 ㅇ 내진상세 및 성능평가 방법에 대한 표준화 시도 - 개발한 내진성능평가방법의 표준화 시도 - 개발된 접합부의 표준화 완성 - 실험 결과와 외국의 설계기준을 근간으로 구조 설계식 작성 - 설계식 및 시공매뉴얼 작성에 의한 구조설계 및 시공의 최적화 - 보-기둥 접합부의 표준화를 위한 방안 제시
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