프리캐스트 모듈러 보강블럭 공법을 적용한 실물 2층 R/C 골조의 내진안전성 평가

Abstract

이 연구는 기존 충전 기법의 단점을 개선하기 위해 프리캐스트 모듈러 보강 블록(PMRB)을 적용한 철근 콘크리트(R/C) 프레임의 새로운 내진 보강 시스템을 제안한다. PMRB를 이용한 R/C 프레임 보강 시스템은 공장에서 생산된 모듈러 보강 블록을 통해 기존 프레임과의 접합성을 높이고 시공성을 크게 향상시킨다. 이 방법은 내진 보강 시 구조물의 중량 증가를 최소화하면서도 횡력 저항 능력을 향상시킬 수 있는 일반적인 프레임 충전 방식이다. PMRB 프레임 충전 시스템의 보강 효과를 검증하기 위해 비내진 설계된 기존 R/C 건물을 기반으로 한 실물 크기의 2층 프레임 시편을 사용하여 유사 동적 시험을 수행하였다. 이 시험을 통해 PMRB 프레임 충전 시스템의 복원력 특성, 강도 증가 효과, 및 지진 응답 제어 능력을 평가하였다. 200 cm/s의 지진 강도를 가진 설계 기준 지진 하에서, 보강되지 않은 R/C 프레임은 전단 파괴를 경험한 반면, PMRB로 보강된 프레임은 경미한 지진 피해만을 입을 것으로 예상되었다. 최대 고려 지진 강도 300 cm/s와 대규모 지진 강도 400 cm/s를 고려하더라도 경미한 손상 또는 그 이하의 손상만이 예상되었다. 따라서 본 연구에서는 새로 개발된 PMRB 프레임 충전 시스템의 내진 보강 효과가 성공적으로 검증되었다.

This study proposes a novel seismic strengthening system of reinforced concrete (R/C) frame using Precast Modular Reinforced Blocks (PMRB) to improve the drawbacks of conventional infilling techniques. The retrofitting system for R/C frame infilled with PMRB maximizes the advantages of factory-produced modular reinforced blocks, significantly improving the constructability and integrity of the connections between the existing frame and the reinforced blocks. This method does not significantly increase the weight of the structure due to seismic retrofitting and is a typical frame-infilling method to increase lateral-load capacity. A pseudo-dynamic test was accomplished using a full-scale two-story frame specimen based on an existing R/C building with non-seismic details to verify the strengthening effects of the PMRB frame-infilling system such as restoring force characteristics, strength increasing effects, and seismic response control capabilities. Under a design basis earthquake with a seismic intensity of 200 cm/s, the unreinforced R/C frame experienced shear failure, while the PMRB-reinforced frame was expected to sustain only minor earthquake damage. Even when considering a maximum considered earthquake of 300 cm/s and a large-scale earthquake of 400 cm/s, only samll or less damage was anticipated. Therefore, the seismic reinforcement effectiveness of the newly developed PMRB frame-infilling system has been verified in this study.