[건축] PR 골조의 해석방법 및 성능 평가

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[건축] PR 골조의 해석방법 및 성능 평가
1.
PR골조의 해석방법 및 성능평가
Analytical Method and Performance Evaluation of PR Frame

서론

1)

구조물의 거동은 부재의 강성과 접합부의 접합정도에 크게 영향을 받는다. 접합부는 강접(fully restrained: FR)과 부분강접(partially restrained: PR)으로 구분 할 수 있으며, 선택한 접합방식은 구조해석의 단계에서 적절히 반영되어야 한다. 미국의 노스리지 지진이후 FR방식인 용접접합 철골골조(welded steel moment frame: WSMF)에 대한 대안으로 PR접합방식에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나 실무에서 반강접상태를 적절히 구조해석모델에 반영하고 그 결과를 설계에 이용하는 방법에 대한 상세지침(Guide line)이 부족한 실정이다. 따라서 본 기사에서는 PR접합을 사용한 구조물 설계에 대한 해석방법을 간단한 예를 중심으로 설명하였다. 접합부 모델링 및 해석결과의 평가 방법은 성능기반설계법(performance-based seismic engineering)에 근거하였다. 따라서 FEMA3561의 방법에 따른 모델링 기법을 사용하였으며, 구조해석은 MIDAS/Gen2의 Pushover 해석기능을 사용하였다. 구조물의 거동을 비교하기 위하여 FR접합 방식의 구조물도 함께 평가하였다.

2. 설계 및 평가절차

2.1 대상 건물의 설계

연직하중과 풍하중에 대하여 UBC973을 적용하여 PR골조와 FR골조로 설계하였다. 예제로 선정한 모델은 그림 1과 같은 2 스팬 5층 평면골조이다. 부재 및 접합부에 대한 설계는 AISC LRFD4에 따라 수행하였다.(표 1 참조)

그림 1. Moment Frame Building

2.2 PR 접합부

PR접합 모멘트 골조는 표 2와 같은 접합부로 구성된 골조 혹은 접합부의 변형이 전체 수평변형의 10% 이상을 차지하거나 접합부의 강도가 연결부재의 강도보다 작
부재
단면 기호
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