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기존건축구조물의 내진성능향상 방안에 관한 연구

초록/요약

지진파는 단주기대에 에너지가 많기 때문에 구조물이 가지고 있는 고유주기가 긴 고층건물 일수록 내진에 대하여 유리하며 상대적으로 중저층 구조물은 지진에 취약하다. 따라서 본 연구에서는 내진에 취약한 5층 건물을 예시 건물로 하여 각기 다른 주기(T=0.5sec, 1.0sec, 1.5sec, 2.0sec)의 건물에 지진격리장치와 제진장치를 적용 하였다. 이때 발생되는 건축구조물의 기둥밑면 전단력을 알아보았으며, 고정하중 대비 효율적인 지진격리장치의 강성비와 제진장치의 용량비를 파악했다. 먼저 지진격리장치는 납 면진받침을 설계하여 건축구조물의 고정하중 대비 유효강성비를 50%, 100%, 150%, 200% 네 가지 경우를 비교하였으며, 제진장치는 점성댐퍼를 설계하여 건축구조물의 고정하중 대비 용량을 2%, 5%, 10%, 15%, 20% 다섯 가지의 경우를 비교 검토하였다. 연구 결과를 이용한다면 중저층대의 기존 건축물 내진보강 계획단계에서 보다 편리하게 적정한 용량의 지진격리장치 및 제진장치를 선정할 수 있을 것이다.

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목차

목 차

ABSTRACT i
감사의 글 ⅱ
목차 ⅳ
표 목차 ⅷ
그림목차 ⅸ

1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 내용 및 목적 2

2. 지진격리시스템의 개요 4
2.1 지진격리시스템의 원리 6
2.2 지진격리시스템의 설계방법 9
2.3 지진격리시스템의 적용대상 건물 11
2.3.1 신설건물 11
2.3.2 기존건물 12
2.4 지진격리시스템의 종류 13
2.4.1 탄성중합체형 시스템 14
2.4.2 미끄럼형 시스템 15
2.4.3 혼합형 시스템 18
2.5 지진격리시스템의 적용사례 19
2.5.1 미국의 예 20
2.5.2 뉴질랜드의 예 21
2.5.3 일본의 예 22

3. 내진보강의 개요 23
3.1 내진보강의 개요 23
3.2 제진보강의 개요 26

4. 지진격리장치의 설계 28
4.1 지진격리장치의 설계의 기본개념 28
4.1.1 일반적인 내진설계 28
4.1.2 지진격리장치 설계개념 29
4.2 지진격리장치의 강성 29
4.2.1 수직강성 29
4.2.2 압축강성 31
4.2.3 회전강성 33
4.2.4 좌굴에 대한 안전성 33
4.3 지진격리장치의 감쇠특성 34
4.3.1 점성감쇠 34
4.3.2 이력감쇠 36

5. 제진장치의 설계 39
5.1 제진장치의 설계 기본개념 39
5.1.1 제진장치의 구조적 특성 40
5.1.2 제진장치의 거동특성 40
5.2 제진장치의 비선형 특성치 41
5.3 제진장치의 적용효과 44
5.3.1 최대하중 제어효과 44
5.3.2 변위제어 효과 45

6. 지진격리구조물의 내진설계 46
6.1 지진격리구조물의 내진설계 46
6.2 UBC의 지진격리설계 규준 47
6.2.1 등가정적해석법 47
6.2.2 동적해석법 51
6.3 AASHTO의 지진격리설계 규준 54
6.3.1 등가정적해석법 55
6.3.2 동적해석법 58

7. 예제 구조물의 해석 60
7.1 입력지반 가속도 60
7.2 예제 구조물 62
7.2.1 지진격리장치의 제원, 특성치 및 설치위치 64
7.2.2 제진장치의 특성치 및 설치위치 65
7.3 구조물의 해석 결과 67
7.3.1 대상부재의 선정 67
7.3.2 고정기초 구조물의 내진해석결과 70
7.3.3 지진격리장치 적용시 구조물의 해석결과 72
7.3.4 제진장치 적용시 구조물의 해석결과 79
7.4 구조물의 해석결과 분석(종합) 83

8. 결론 및 향후 연구계획 87
8.1 결론 87
8.2 향후 연구계획 88

참고문헌 89

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