표제지
국문초록
목차
제1장 서론 21
제1절 연구의 배경 및 목적 22
제2절 연구의 범위 및 방법 31
제2장 선행 연구 33
제1절 축압축력을 받는 강판합성벽 34
제2절 면내전단력을 받는 강판합성벽 36
제3절 면외전단력을 받는 강판합성벽 38
제4절 합성작용에 대한 전단연결재 효과 40
제3장 실험 변수 고찰 45
제1절 최소 요건 46
제2절 표면강판의 세장 요건 49
제3절 강재 앵커 요건 50
제4절 강재 타이 요건 55
제4장 구조성능실험 61
제1절 개요 62
제2절 실험 계획 62
1. 실험체 계획 62
2. 실험방법 및 측정계획 70
제3절 실험 결과 72
1. 재료시험결과 72
2. 구조실험결과 75
제4절 분석 및 고찰 90
1. 전단강성 변화율 90
2. 최대 면내전단강도 95
3. 변위 연성비 101
4. 에너지소산량 103
제5절 소결 106
제5장 강판합성벽 성능평가 111
제1절 개요 112
제2절 해석개요 및 소요강도 115
제3절 설계강도 122
1. 인장강도 122
2. 압축강도 124
3. 면외 휨강도 126
4. 면내 전단강도 127
5. 면외 전단강도 128
제4절 설계강도 상호작용 130
1. 면외 전단력 상호작용 130
2. 면내력과 면외 휨모멘트 상호작용 134
제6장 강판합성벽 성능평가 결과 분석 및 고찰 140
제1절 개요 141
제2절 강판합성벽의 적용 가능한 건물 규모 142
제3절 반응수정계수의 적절성 156
1) 강도계수 (Strength Factor, Rₛ) 156
2) 연성계수 (Ductility Factor, Rμ)[이미지참조] 157
3) 잉여도계수 (Redundancy Factor, RR)[이미지참조] 159
4) 감쇠계수 (Damping Factor, Rξ)[이미지참조] 160
제4절 점성감쇠비의 적절성 170
제5절 소결 175
제7장 결론 181
제1절 실험 연구 183
제2절 해석 연구 185
참고문헌 188
부록 194
부록 Ⅰ. 실험 변수 고찰 194
부록 Ⅱ. 실험체 도면 및 사진 196
부록 Ⅲ. 강판합성벽 설계 예 203
Abstract 220
제3장 실험 변수 고찰 19
[표 3.1] 강판합성벽의 최소 요건 46
제4장 구조성능실험 19
[표 4.1] 실험체 계획 63
[표 4.2] 콘크리트의 압축강도 시험결과 72
[표 4.3] 강판 및 무늬강판의 인장강도 시험결과 73
[표 4.4] 철근의 인장강도 시험결과 74
[표 4.5] 실험체별 구조실험결과 76
[표 4.6] 실험과 기준식에 의한 전단강도 비교 97
[표 4.7] 실험체별 변위 연성비 101
제6장 강판합성벽 성능평가 결과 분석 및 고찰 19
[표 6.1] 잉여도계수(안) (ATC 19) 160
[표 6.2] 점성감쇠율에 대한 감쇠계수 161
[표 6.3] 10층 예제건물에 대한 실험체별 반응수정계수 162
[표 6.4] 20층 예제건물에 대한 실험체별 반응수정계수 163
[표 6.5] 실험체별 적용 가능한 지진력저항시스템 - SCW300S 167
[표 6.6] 실험체별 적용 가능한 지진력저항시스템 - SCW300 167
[표 6.7] 실험체별 적용 가능한 지진력저항시스템 - SCW300C 168
[표 6.8] 실험체별 적용 가능한 지진력저항시스템 - SCW200S 168
[표 6.9] 실험체별 적용 가능한 지진력저항시스템 - SCW200T 169
[표 6.10] 실험체별 적용 가능한 지진력저항시스템 - SCW200D 169
[표 6.11] 실험체별 등가점성감쇠비 - SCW300S 172
[표 6.12] 실험체별 등가점성감쇠비 - SCW300 172
[표 6.13] 실험체별 등가점성감쇠비 - SCW300C 173
[표 6.14] 실험체별 등가점성감쇠비 - SCW200S 173
[표 6.15] 실험체별 등가점성감쇠비 - SCW200T 173
[표 6.16] 실험체별 등가점성감쇠비 - SCW200D 174
제1장 서론 15
[그림 1.1] 전형적인 강판합성벽(SC Wall) 23
[그림 1.2] Kashiwazaki Kariwa 원전 잡고체 폐기물 소각로 건물 24
[그림 1.3] Tomari 3호기 원자로 내부 구조물 24
[그림 1.4] Shanmen (AP1000) 1,2호기 25
[그림 1.5] 신고리 3,4호기 AAC DG 건물 외관 및 내부 26
[그림 1.6] 강판합성벽의 면내전단 및 연성 특성 27
[그림 1.7] SC Wall과 RC Wall의 시공 기간 27
[그림 1.8] Mikimoto Ginza 2 28
[그림 1.9] Rainier Square Building 29
[그림 1.10] Bi-Steel 형상 및 실험체 29
[그림 1.11] Bi-Steel을 적용한 상업용 건축물 30
[그림 1.12] 강판합성벽의 주응력 상관면 32
제2장 선행 연구 15
[그림 2.1] 강판합성벽의 면내전단거동 37
[그림 2.2] 인장력과 면외전단력을 받는 실험 구상도 39
[그림 2.3] 판 세장비에 따른 합성률 (reinforcement ratio=2%) 41
[그림 2.4] 강판 보강비별 합성률 (s/tp ratio=20) 42
[그림 2.5] 정착길이에 대한 개념도 43
제3장 실험 변수 고찰 15
[그림 3.1] 콘크리트 압축강도의 범위 47
[그림 3.2] 강재 리브 (steel rib)의 묻힘 깊이 48
[그림 3.3] 표면강판의 좌굴 49
[그림 3.4] Pushout 실험에 의한 강재 앵커의 하중-슬립 거동 50
[그림 3.5] 항복 및 비항복 앵커의 전단저항 51
[그림 3.6] 항복 앵커의 간격 요건 53
[그림 3.7] 면외전단파괴 전에 계면전단파괴를 방지하기 위한 강재 앵커의 간격 요건 54
[그림 3.8] 강판합성벽의 단면 쪼개짐 (splitting) 55
[그림 3.9] 부재 단부로부터의 거리에 따른 부분 합성작용 57
[그림 3.10] 편심모멘트 (MO)의 계산[이미지참조] 58
[그림 3.11] 저항모멘트 (MR)의 계산[이미지참조] 59
제4장 구조성능실험 16
[그림 4.1] 실험체 설치형상 - SCW300S 64
[그림 4.2] 실험체 설치형상 - SCW300 65
[그림 4.3] 실험체 설치형상 - SCW300C 66
[그림 4.4] 실험체 설치형상 - SCW200S 67
[그림 4.5] 실험체 설치형상 - SCW200T 68
[그림 4.6] 실험체 설치형상 - SCW200D 69
[그림 4.7] 횡하중 프로토콜 (AISC 341-05) 70
[그림 4.8] 하중 가력 개념 및 변위계 설치도 71
[그림 4.9] 하중 수준 및 변위 연성도의 정의 71
[그림 4.10] 주기하중에 의한 이력곡선 - SCW300S 80
[그림 4.11] 주기하중에 의한 이력곡선 - SCW300 80
[그림 4.12] 주기하중에 의한 이력곡선 - SCW300C 81
[그림 4.13] 주기하중에 의한 이력곡선 - SCW200S 81
[그림 4.14] 주기하중에 의한 이력곡선 - SCW200T 82
[그림 4.15] 주기하중에 의한 이력곡선 - SCW200D 82
[그림 4.16] 균열 및 파괴 양상 - SCW300S 85
[그림 4.17] 균열 및 파괴 양상 - SCW300 86
[그림 4.18] 균열 및 파괴 양상 - SCW300C 87
[그림 4.19] 균열 및 파괴 양상 - SCW200S 88
[그림 4.20] 균열 및 파괴 양상 - SCW200T 89
[그림 4.21] 균열 및 파괴 양상 - SCW200D 89
[그림 4.22] 면내전단력 (S) - 전단변형률 (γ) 관계 90
[그림 4.23] 면내전단력 (S) - 전단변형률 (γ) 관계 - SCW300S 92
[그림 4.24] 면내전단력 (S) - 전단변형률 (γ) 관계 - SCW300 92
[그림 4.25] 면내전단력 (S) - 전단변형률 (γ) 관계 - SCW300C 93
[그림 4.26] 면내전단력 (S) - 전단변형률 (γ) 관계 - SCW200S 93
[그림 4.27] 면내전단력 (S) - 전단변형률 (γ) 관계 - SCW200T 94
[그림 4.28] 면내전단력 (S) - 전단변형률 (γ) 관계 - SCW200D 94
[그림 4.29] Calibration of ρ versus (Vₙi/AₛFy)[이미지참조] 96
[그림 4.30] 실험체별 에너지소산량 비교 103
제5장 강판합성벽 성능평가 17
[그림 5.1] 예제건물의 기준층 평면도 113
[그림 5.2] 예제건물의 동(E)-서(W) 방향 단면도 114
[그림 5.3] 강판합성벽의 요소 크기 설정 (AISC N690-18) 116
[그림 5.4] 예제건물의 구조해석모델 120
[그림 5.5] 소요강도에 대한 부호 규약 121
[그림 5.6] 강재 앵커 및 타이 유효개수 산정 132
[그림 5.7] 강판합성벽 단면과 분할 단면에 작용하는 조합력 136
[그림 5.8] 주응력 상관면 도시 예 139
제6장 강판합성벽 성능평가 결과 분석 및 고찰 18
[그림 6.1] 10층 예제건물의 상관면 - scW1, scW2 143
[그림 6.2] 20층 예제건물의 상관면 - scW1, scW2 144
[그림 6.3] 20층 예제건물의 상관면 - 20SCW1, Env. max. 145
[그림 6.4] 20층 예제건물의 상관면 - 20SCW1, Env. min. 146
[그림 6.5] 20층 예제건물의 상관면 - 20SCW2, Env. max. 147
[그림 6.6] 20층 예제건물의 상관면 - 20SCW2, Env. min. 148
[그림 6.7] 20층 예제건물의 상관면 - 1SCW1, Env. max. 149
[그림 6.8] 20층 예제건물의 상관면 - 1SCW1, Env. min. 150
[그림 6.9] 20층 예제건물의 상관면 - 1SCW2, Env. max. 151
[그림 6.10] 20층 예제건물의 상관면 - 1SCW2, Env. min. 152
[그림 6.11] 20층 예제건물의 상관면 - tₚ=6.0mm, fck=27N/mm²[이미지참조] 153
[그림 6.12] 20층 예제건물의 상관면 - shear connector redesign 154
[그림 6.13] 내진성능 관련 계수들의 정의 (FEMA P695) 157
[그림 6.14] Newmark & Hall이 제안한 Rμ-μ-T 관계 159
[그림 6.15] 등가점성감쇠비의 정의 (ATC-40) 171
[그림 6.16] 실험체별 에너지소산량 비교 - [그림 4.30]과 동일 175