Seismic Retrofit of Existing RC Structure Using Hysteretic Dampers

이력댐퍼를 이용한 기존 RC구조물의 내진보강

  • 최선영 (한빛구조엔지니어링 기술연구소)
  • Published : 2013.06.30

Abstract

준공 후 상당한 시간이 지나 내진설계가 되지 않았거나 내진상세가 이루어지지 않은 건물의 부족한 내진성능을 보완하기 위한 방법의 하나로 좌굴이 제한된 가새형 댐퍼를 적용할 수 있다. 이 방법을 적용할 경우, 기존 내진보강법의 불확실성을 줄일 수 있었음에도 불구하고, 댐퍼의 설계과정이 복잡하여 실무에 적용하기 어려웠다. 그러나 본 원고에서는 강성과 강도개념을 적용한 댐퍼의 설계법을 적용함으로써, 실무에서 쉽게 적용할 수 있도록 하였다. 준공된 지 16년이 지난 비틀림 비정형 건물에 대한 내진성능을 평가한 후, 가새형 댐퍼로 보강한 결과는 다음과 같다. (1) 일방향해석결과 나타난 골조별 하중-지붕변위의 관계를 이용하여, 연약골조의 강성을 강한 골조의 강성과 일치시키고, 이 강성비로부터 댐퍼가 부담하는 최적의 내력비율을 정하여 내진보강을 수행한 결과, 가새를 설치한 방향으로는 가새형댐퍼가 비틀림 방지와 연성증대효과를 구조물에 부여하여 성능이 획기적으로 증가하였다. 또한, 그 가새의 직각방향 하중에 대해서도 가새를 설치함으로써 비틀림 강성이 증가하고, 가새와 코어벽체가 인장과 압축으로 횡력에 저항하여 횡저항 성능이 증가하였다. (2) 내진성능이 부족한 비틀림 비정형 건물의 내진성능을 증진시키기 위해 가새형 댐퍼를 적용함에 있어, 댐퍼의 강성을 이용하여 구조체의 비틀림 거동을 최소화하고, 연성을 증진시키는 방법을 체택할 경우, 실무자들이 보다 쉽게 적용할 수 있으면서 그 효과도 상당히 클 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. 김진구, 성능수준 만족을 위한 가새형 소성 감쇠기의 설계, 한국지진공학회 논문집 제 5권 제 6호(통권 제22호), 2001. 12, p.47-54.
  2. Kelly, T. "In-structure damping and energy dissipation," Holmes Consulting Group, 2001.
  3. Computer abd Structures Inc., "SAP 2000: Analysis and Design Ver.14," Computer abd Structures Inc.,
  4. FEMA, Prestandard and commentary for the seismic rehabilitation of buildings, FEMA-356, Federal Energy Management Agency, Washington D.C., 2000.
  5. ATC, Seismic evaluation & retrofit of concrete buildings, ATC-40, Applied Technology Council, Redwood City, California, 1996.
  6. Inoue, K. and Kuwahara, S. "Optimum strength ratio of hysteretic damper," Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Vol. 27, 1998, pp. 577-588. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9845(199806)27:6<577::AID-EQE743>3.0.CO;2-U