5층 철근콘크리트 모멘트-저항골조 구조물의 내진성능 평가 및 공사원가 분석

Abstract

구조물 내진설계에 대한 개념이 사양중심설계에서 성능기반설계로 변화하고 있다. 구조물 목표성능을 직접 부여하여 설계하는 성능기반설계를 위해서는 구조물 실제 거동을 정확히 예측하기 위한 비탄성 구조해석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 KBC2009 기준으로 설계한 5층 철근콘크리트 모멘트-저항골조 시스템 구조물을 대상으로 푸쉬오버해석을 수행하여 내진성능을 평가한 후 직접공사비를 산출하여 경제성을 분석하였다. 분석 결과 보통 및 중간모멘트골조는 요구성능설계기준을 만족하며 직접공사비 또한 유사한 것으로 평가되었다. 하지만, 강 기둥-약 보 기준이 적용되는 특수모멘트골조는 요구성능설계기준을 만족하나 다른 골조시스템 보다 비경제적인 것으로 평가되었다. 따라서 IBC2012에서는 내진설계범주 D 중간모멘트골조 적용을 제한하고 있지만 5층 철근콘크리트 모멘트-저항골조 구조물의 경우, 특수모멘트골조 보다 보통 및 중간모멘트골조로 설계하는 것이 합리적이라고 판단된다. Recently, the concept of seismic design has changed from prescriptive to performance based design. For the performance based design with the specified target performance of the structure, it is necessary to execute the inelastic structural analysis to predict precisely the actual behavior of the structure. To address this issue, the seismic performance of the 5-story RC moment-resisting frames designed in accordance with KBC2009 is evaluated through push-over analysis and economic analysis is conducted focused on the direct construction costs. The results show that the ordinary and the intermediate moment-resisting frame are evaluated to meet the required performance design criteria and that the direct construction costs of the two frames are similar. However, although the special moment-resisting frame designed with strong column-weak girder philosophy satisfies the required performance design criteria, the direct construction cost is uneconomical compared with other frames. Therefore, although the intermediate moment-resisting frame of design category D is prohibited in IBC2012, the ordinary and the intermediate moment-resisting frame are estimated to be more reasonable than the special moment-resisting frame for the design of 5-story RC moment-resisting frame.