[건축] 용접 철골 모멘트 접합부 내진성능 향상 대책에 관한 소고
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작성일 23-03-21 22:51
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양 지진에서 노출된 접합부 취성파괴의 原因을 다각도로 규명하고 관련 問題點을 해결하기 위한 연구가 전 세계적으로 광범위하게 진행되어 왔으며 이 연구결과는 향후 철골모멘트골조의 내진설계조항에 많은 influence을 미칠 것으로 사료된다된다. 국내외의 모든 내진규준에서 철골모멘트골조에 가장 큰 반응수정계수 즉 지진하중저감계수를 부여하고 있는 것에서 이런 낙관적 입장을 잘 볼 수 있다. 우리나라는 전통적으로 일본의 건설관행에 많은 influence을 받아왔으며, 국내 철골모멘트접합부는 그림 3과 같이 H형강 보의 토막 (속칭 브라킷)을 기둥부재에 공장용접하고 현장에서 브라킷과 보를 고력볼트로서 체결하는 “column-tree형식”이 전통적으로 널리 사용되어 왔다. 왜냐하면 국내를 포함한 여타의 지역에서도 양 지진 당시 問題點이 드러난 접합상세와 유사하거나 동일한 상세를 사용하여 왔기 때문이다.
우리나라는 전통적으로 일본의 건설관행에 많은 influence을 받아왔으며, 국내 철골모멘트접합부는 그림 3과 같이 H형강 보의 토막 (속칭 브라킷)을 기둥부재에 공장용접하고 현장에서 브라킷과 보를 고력볼트로서 체결하는 “column-tree형식”이 전통적으로 널리 사용되어 왔다. 왜냐하면 국내를 포함한 여타의 지역에서도 양 지진 당시 問題點이 드러난 접합상세와 유사하거나 동일한 상세를 사용하여 왔기 때문이다.
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철골 모멘트 저항골조 (Steel Moment-Resisting Frames)는 보를 기둥에 강접합하여 건조되는 뼈대구조물로서 골조를 구성하는 보, 기둥부재의 휨강성과 휨강도 및 패널존의 전단강성과 전단강도가 횡력에 저항하는 核心요소이다. 건축계획적 측면에서 볼 때, 가새나 벽체요소가 필요치 않으므로 공간의 활용면에서 가장 가변성이 큰 advantage(장점) 을 가지고 있다 이 구조방식은 지진위험도가 높은 지역에서 널리 사용되어 왔는데 그 첫째 이유는 연성능력이 매우 뛰어난 구조방식으로 간주되어 왔기 때문이다 국내외의 모든 내진규준에서 철골모멘트골조에 가장 큰 reaction 수정계수 즉 지진하중저감계수를 부여하고 있는 것에서 이런 낙관적 입장을 잘 볼 수 있다
다. 양 지진에서 발생한 용접 모멘트접합부의 취성파괴는 로스엔젤레스나 고베 지역 외에서도 교훈으로 삼아야 하는 국제적인 중요성을 갖는 것으로 인식되고 있다. 그러나 구조재료 자체는 연성능력이 매우 뛰어나다 하더라도, 구조재료에 내재된 연성능력이 잘 발휘되도록 “접합상세”가 구축되어 있지 않다면 그 구조물은 전체적으로 연성구조물이 될 수 없다는 점을 이 두 지진은 분명히 보여 주었다.
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[건축] 용접 철골 모멘트 접합부 내진성능 향상 대책에 관한 소고
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그림 4는 각형강관 기둥에 H형강 토막을 공장용접하고 브라킷을 현장에서 고력볼트로 일본의 대표적 모멘트골조의 접합방식은 체결하는 방식이다.
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그러나 구조재료 자체는 연성능력이 매우 뛰어나다 하더라도, 구조재료에 내재된 연성능력이 잘 발휘되도록 “접합상세”가 구축되어 있지 않다면 그 구조물은 전체적으로 연성구조물이 될 수 없다는 점을 이 두 지진은 분명히 보여 주었다. 양 지진에서 발생한 용접 모멘트접합부의 취성파괴는 로스엔젤레스나 고베 지역 외에서도 교훈으로 삼아야 하는 국제적인 중요성을 갖는 것으로 인식되고 있다. 건축계획적 측면에서 볼 때, 가새나 벽체요소가 필요치 않으므로 공간의 활용면에서 가장 가변성이 큰 장점을 가지고 있다.
노스리지 지진 이후 미국의 중진대 이상의 지역에서 이 상세의 사용은 금지되었다. (SAC 1995, SAC 2000, 1996, White-Chen 1998, Bruneau 등 1998) 요약하면, 양 지진 이전에는 “강재에는 탁월한 연성능력이 원천적으로 내재되어 있기 때문에 강재로 이루어진 구조물 역시 자동으로 뛰어난 연성구조물이 될 것이다”라는 낙관적 통념이 실무자나 연구자들 사이에서 널리 퍼져 있었다. 이 구조방식은 지진위험도가 높은 지역에서 널리 사용되어 왔는데 그 첫째 이유는 연성능력이 매우 뛰어난 구조방식으로 간주되어 왔기 때문이다.
철골 모멘트 저항골조 (Steel Moment-Resisting Frames)는 보를 기둥에 강접합하여 건조되는 뼈대구조물로서 골조를 구성하는 보, 기둥부재의 휨강성과 휨강도 및 패널존의 전단강성과 전단강도가 횡력에 저항하는 핵심요소이다.
