유사동적실험에 의한 프리캐스트 보강블럭벽 공법을 적용한 비내진상세를 가지는 실물 2층 R/C 골조의 내진성능 평가

Abstract

이 연구는 기존의 내진 보강 방법의 단점을 보완하고 개선하는 새로운 개념인 프리캐스트 철근 블록 벽(PRBW)을 제안한다. PRBW 내진 보강 방법은 내진 보강 공사 중에도 거주자가 건물에 계속 거주할 수 있도록 하며, 보강으로 인한 건물 중량 증가를 최소화하고 우수한 접합 시공성을 제공한다. 특히, 전형적인 강도 증대 내진 보강 요구 사항이 있는 철근 콘크리트(R/C) 건물에 적합하며, 주로 전단 파괴에 지배되는 비내진 세부 사항을 갖는 기존 비내진 R/C 건물에 쉽게 적용 가능한 내진 보강 방법으로 활용될 수 있다. 기존의 비내진 R/C 건물을 기반으로 한 물리적 2층 R/C 프레임 실험체를 사용하여 외부에 부착된 PRBW 보강 시스템의 복원력, 강성 증대, 내진 응답 변위 제어 능력을 검증하기 위해 유사동적 실험을 수행하였다. 연구 결과, 한국의 설계 기준 지진(DBE) 수준인 200 cm/s²에서 비보강된 R/C 프레임은 전단 파괴를 경험한 반면, PRBW 내진 보강이 적용된 프레임은 경미한 내진 피해만을 입었다. 최대 고려 지진(MCE)인 300 cm/s²에서도 중등도의 내진 피해만 예상되었다. 본 연구는 새로 개발된 PRBW 내진 보강 방법의 효과를 성공적으로 입증하였다.

This study proposes a new concept called Precast Reinforced Block Wall (PRBW), which improves and complements the drawbacks of existing strength enhancement seismic reinforcement methods. The PRBW seismic reinforcement method allows residents to continue residing in buildings while seismic reinforcement construction is underway. It minimizes the increase in building weight due to reinforcement and exhibits excellent joint constructability. Especially suitable for R/C buildings with typical strength-enhancing seismic reinforcement requirements, which typically exhibit non-seismic details dominated by shear failure, PRBW serves as an easily implementable seismic reinforcement method. Using a physical two-story R/C frame specimen based on existing non-seismic R/C buildings, pseudo-dynamic experiments were conducted to verify restorability, stiffness enhancement, and seismic response displacement control capability of the externally attached PRBW reinforcement system. The research findings indicated that under Korea’s Design Basis Earthquake (DBE) level of 200 cm/s², the unreinforced R/C frame experienced shear failure, while the frame reinforced with PRBW seismic reinforcement suffered minor seismic damage. Even under the maximum considered earthquake (MCE) of 300 cm/s², only moderate seismic damage was expected. This study successfully validated the effectiveness of the newly developed PRBW seismic reinforcement method.