연성적인 접합부를 가진 프리캐스트 콘크리트 골조건물의 변형수요

본 연구에서는 비록 소성힌지가 접합부 부분에서 발생하지만 일체식 철근콘크리트 구조에 상당하는 내진성능을 가지기 위해 프리캐스트 콘크리트 구조에 요구되는 변형수요(Deformation Demand)를 평가하고자 한다. 이는 지나치게 접합부의 성능이 인접한 프리캐스트 부재에 비하여 낮지 않으며, 즉 건물전체의 내력이 설계 전단력 보다 높은 상태에서 요구되는 접합부의 변형수요를 평가하는 것이다. 이를 위해 소성힌지가 접합부에 발생하는 경우, 즉 접합부의 강도와 강성저감에 따른 건물의 응답을 평가하고, 이를 근거로 등가 에너지 흡수능력을 평가한다. 미국의 중지진지역인 중서부 지역을 대상으로 5층, 10층 그리고 15층의 철근콘크리트 골조 건물을 구조설계하고, 접합부의 강도와 강성저감에 따라, DRIN-2DX 프로그램을 이용하여 비선형 정적 해석(Nonlinear Static Analysis)을 실시하여, 작용 횡력에 대한 밑면전단력과 지붕층 횡변위 관계를 구한 후, 이를 근거로, 각 경우에 대한 응답특성을 평가한다. 이때 접합부의 모델링은 최대하중에 이른 이후 강도가 저하되는 현강을 모델링할 수 있는 파괴모델(Shan Shi와 Fouch)을 이용한다. 각 건물의 밑면전단력-횡변위 곡선으로부터, 등가의 에너지 흡수능력을 평가하여, 요구되는 접합부의 변형수요를 구한다. 해석결과로부터, 접합부의 강도 또는 강성이 저감됨에 따라 건물의 내력과 변형능력도 감소하는 것으로 나타나 이와 같은 시스템인 경우에는 반응수정계수의 보정이 필요한 것으로 보여진다. 일체식 철근콘크리트 골조구조와 동일한 내진성능을 보유하기 위해 이상의 프리캐스트 콘크리트 골조구조의 접합부에 요구되는 변형수요를 평가하고 그 상관관계를 제시하였다.