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비정형 곡면 콘크리트 및 시멘트 복합체 가새 시스템 적용 빌딩 내진설계 및 평가

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Author(s)
문길현
Issued Date
2023
Abstract
In this study, an atypical bracing system was proposed in place of the shear wall, which is a concrete structure member of a building. This emphasizes openness and visual freedom. Based on the strut-tie shape design method, the main stress flow direction generated inside the shear wall was confirmed. An amorphous brace shape was designed based on the main stress flow direction, and a member design was carried out. It was designed by dividing it into tension and compression based on the member force of each member. This enabled a detailed design of irregular non-definite members. In addition, when applying ultra-high-performance concrete, the member could be elongated due to the influence of high compressive strength.
In the case of Design 1, a circular shape that can emphasize the curve of the amorphous member was placed in the center. It is a design that emphasizes openness and lighting. Design 2 was designed by regularly arranging triangles and squares. Design 3 was designed with the intention of a tree shape. This ignored some of the main stress flows.
The resistance performance of the designed amorphous bracing system unit against the lateral force was evaluated. When applying UHPFRC, it showed sufficient performance despite the elongated member. An amorphous bracing system was applied to a two-story frame and a three-story non-earthquake structure. Applicability was evaluated by evaluating lateral resistance performance and seismic performance. As a result, it was determined that designs 1 and 2 designed based on the main stress flow direction were suitable as structural members to replace the wall by securing performance equal to or higher than that of the wall. In particular, in the case of an amorphous bracing system to which ultra-high performance concrete was applied, the initial rigidity was low, but the ductility was improved. When Design 3 was applied, it showed higher performance than the non-reinforcing frame, but significantly lower performance than the shear wall, and it was determined that it was unsuitable as a structural member instead of the wall.
Alternative Title
Seismic Design and Evaluation of Buildings with Nonuniform Curved Concrete and Cement Composite Braced Systems
Alternative Author(s)
Moon, Gil Hyeon
Affiliation
조선대학교 일반대학원
Department
일반대학원 건축공학과
Advisor
조창근
Awarded Date
2023-02
Table Of Contents
제1장 서론 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
제2절 연구동향 3
제3절 연구 내용 및 방법 7

제2장 DIANA 비선형 3차원 유한요소 해석 9
제1절 DIANA 9
1. DIANA 9
2. 유한요소해석 9
3. 비선형 해석 방법 9
제2절 콘크리트 Cracking 모델 12
제3절 구성 모델 15
1. 콘크리트 구성 모델 15
2. 철근 구성 모델 19
3. 경계면 구성 모델 20

제3장 초고성능 콘크리트를 적용한 PC보의 접합부 실험 및 구조해석 22
제1절 실험체 개요 22
1. 개요 22
2. 초고성능 콘크리트 22
3. 재료 23
4. 모델계획 및 가력상세 25
제2절 실험 결과 및 해석 결과의 비교 및 평가 30
1. 하중 변위 곡선 30
2. 파괴양상 31
3. 하중증가에 따른 철근변형률 34
제3절 소결 37

제4장 고인성 시멘트 복합체 전단벽의 실험 및 구조해석 38
제1절 실험체 개요 38
1. 개요 38
2. 고인성 시멘트 복합체 38
3. 재료 39
4. 모델계획 및 가력상세 40
제2절 실험 결과 및 해석 결과의 비교 및 평가 43
1. 하중 변위 곡선 43
2. 파괴양상 45
제3절 소결 48

제5장 Strut-tie 기반 비정형 곡면 가새 시스템 형상 제안 49
제1절 Strut-tie 모델의 기본 개념 49
1. 정의 및 기본가정 49
2. Strut-tie 모델 설계 절차 50
3. Strut-tie 모델 구성요소의 특성과 치수 결정 52
제2절 콘크리트 전단벽체의 Strut-tie 모델 53
1. 콘크리트 전단벽체 주응력 흐름 53
2. 콘크리트 전단벽체의 Strut-tie 모델 57

제6장 비정형 곡면 가새 시스템 유니트 해석 및 비교 60
제1절 유니트 개요 60
1. 개요 60
2. 모델계획 60
제2절 Strut-tie 기반 부재 설계 63
1. 부재력 산정 63
2. 철근량 및 부재폭 설계 66
제3절 해석 결과 76
1. 하중 변위 곡선 78
2. 파괴양상 78
제4절 소결 82

제7장 비정형 곡면 가새 시스템을 적용한 2층 골조 비교 및 성능 평가 83
제1절 2층 골조 개요 83
1. 개요 83
2. 재료 83
3. 모델계획 및 가력상세 84
제2절 Strut-tie 기반 부재 설계 89
1. 부재력 산정 89
2. 철근량 및 부재폭 설계 92
제3절 해석 결과 99
1. 하중 변위 곡선 99
2. 최대변위 및 층간변위 102
제4절 소결 106

제8장 비정형 곡면 가새 시스템을 적용한 3층 구조물 해석 및 성능 평가 107
제1절 대상 건축물 개요 107
제2절 비선형 정적해석을 통한 내진성능평가 111
1. 성능 곡선 및 성능점 112
2. 밑면전단력 116
3. 소성힌지분포 117
2. 층간변위비 및 최대변위 120
제3절 소결 122

제9장 결론 123

참고문헌 125
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
문길현. (2023). 비정형 곡면 콘크리트 및 시멘트 복합체 가새 시스템 적용 빌딩 내진설계 및 평가.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/17650
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000650760
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
Authorize & License
  • AuthorizeOpen
  • Embargo2023-02-24
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