Journal of the Korea Concrete Institute (콘크리트학회논문집)

Korea Concrete Institute (한국콘크리트학회)
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Evaluation for Progressive Collapse Resistance of a RC Flat Plate System Using the Static and Dynamic Analysis

정적 및 동적 해석을 통한 철근콘크리트 무량판 구조의 연쇄 붕괴 저항 성능 평가

  • Received : 2010.12.16
  • Accepted : 2011.01.21
  • Published : 2011.04.30
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Abstract

Currently, the design guidelines for the prevention of progressive collapse are not available in Korea due to the lack of study efforts in progressive collapse resistance evaluation of RC flat plate system. Therefore, in this study, three types of analysis were conducted to evaluate the progressive collapse resistance of a RC flat plate system. A linear static analysis was carried out by comparing the demand-capacity ratio (DCR) differences of the systems using the alternate load path method, which is the guideline of GSA. A dynamic behavior was investigated by checking the vertical deflection after removal of the column using the linear dynamic analysis. Lastly, a maximum load factor was investigated using the nonlinear static analysis. The finite element (FE) analyses were conducted using various parameters to analyze the results obtained using effective beam width (EB) model and plate element FEM (PF) model. This study results showed that the strength contributions of the slab in the EB models are underestimated compared to those obtained from the PF models. Therefore, a detailed FE analysis considering the slab element is required to thoroughly estimate the progressive collapse resisting capacity of flat plate system. The scenario of the corner column (CC) removal is the most dangerous conditions where as the scenario of the inner column (IC) removal is the least dangerous conditions based on the consideration of various parameters. The analysis results will allow more realistic evaluations of progressive collapse resistance of RC flat plate system.

현재 한국에서는 연쇄 붕괴에 대한 설계지침이 적용되고 있지 않으며, 특히 무량판 구조의 연쇄 붕괴 저항 성능에 대한 연구는 초기단계라고 할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 철근콘크리트 무량판 구조의 연쇄 붕괴 저항 성능을 평가하기위하여 3가지 해석법을 수행하였다. 선형 정적 해석을 통하여 GSA의 대체경로법에 의한 DCR 값의 차이를 비교하였고, 선형 동적 해석을 통하여 기둥 제거 이후의 수직 변위를 비교하였으며, 비선형 정적 해석을 통하여 최대 하중 계수를 판단하였다. 유효 보폭 모델과 판 유한 요소 해석 모델의 차이점을 분석하기 위하여 여러 변수들에 따라 유한 요소 해석이 수행되었다. 무량판 구조에서 실무에서 많이 사용되고 있는 유효 보폭으로 모델링하는 방법은 슬래브의 강성 기여도를 반영하고 있지 못해 연쇄 붕괴 성능 평가는 상세 유한 요소 해석이 적절할 것으로 판단된다. 여러 변수들을 종합 모서리 기둥(CC)을 제거할 경우가 가장 불리한 조건이고, 내부 기둥(IC)이 제거될 경우가 가장 유리한 조건으로 나타났다. 이 연구에서 제시된 무량판 구조의 연쇄 붕괴 저항 성능 결과로부터 향후 무량판 구조의 성능을 합리적으로 평가하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords

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