볼팅 고정 채널 형강 보강재를 이용한 비좌굴 Knee Bracing System의 내진성능에 대한 실험 연구

Abstract

본 연구에서는 1층 1경간 실제크기의 가력 프레임에서 내진보강에 적합한 비좌굴 knee brace을 설치하여 주기하중을 통해 가새의 지진저항능력을 실험하였다. 볼트 고정 채널이 이용된 비좌굴 knee brace는 지진력에 저항하는 코어와 두 개의 철골 플레이트로 만들어졌고 단면의 형태는 코어의 국부좌굴과 횡좌굴에 저항하도록 하였다. 비좌굴 kneebrace는 현장에서 조립이 용이하고, 시공방법 또한 간단하여 공간에 제약이 있는1층에 필로터를 가진 중저층 RC건물의 내진 보수/보강에 효과적으로 사용할 수 있다. 각 실험체에 대한 변수로 중심코어의 크기와 외부 보강재의 크기, 가이드 플레이트의 유무 등으로 정하였으며, 실험을 통해 얻어진 힘-변위 이력곡선을 통해 중심코어의 크기가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 가이드 플레이트의 유무에 따라 압축강도 수정계수와 파괴형태가 달라지는 것을 알 수 있었다. 각 실험체에 대한 결과는 AISC 2005 Seismic Provisions 규정에서 제시한 누적 연성도와 누적 소산에너지 측면에서도 충분한 효과를 발휘하는 것으로 나타났다. In this study, the seismic performance of the Buckling Restrained Knee Bracing (BRKB) system was evaluated through a pin-connected 1-bay 1-story frame. The BRKB system using a bolted channel section developed was composed of a steel plate as a load-resisting core member and two channel sections as a restrainment of the local and global buckling of the core plate. The main purpose of the BRKB system is to be used as an effective tool to re-strengthen/rehabilitate old low- and mid-rise RC frame buildings, which do not have enough seismic resistance to earthquake loadings. The main variables for the test specimens were the size of the core plates, stiffeners and the use of guide plates. The test results showed that the size of the core plate, which was the main element for the load-resisting member, was the most important parameter to achieve ductile behavior under tension as well as compression, until the maximum displacement exceed twice the design drift limit given by the AISC Seismic Provisions.