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Special Edition
특 집 기 사
1.
용접 철골모멘트접합부 내진성능 향상 방안에 관한 소고
General Issues Influencing Improved Seismic Performance of
Welded Steel Moment Connections
이 철 호 *
Lee, Cheol-Ho
서론
1)
철골 모멘트 저항골조 (Steel Moment-Resisting Frames)는 보를 기둥에 강접합하여 건조되는 뼈대구조물로서 골조를 구성하는 보, 기둥부재의 휨강성과 휨강도 및 패널존의 전단강성과 전단강도가 횡력에 저항하는 핵심요소이다. 건축계획적 측면에서 볼 때, 가새나 벽체요소가 필요치 않으므로 공간의 활용면에서 가장 가변성이 큰 장점을 가지고 있다. 이 구조방식은 지진위험도가 높은 지역에서 널리 사용되어 왔는데 그 첫째 이유는 연성능력이 매우 뛰어난 구조방식으로 간주되어 왔기 때문이다. 국내외의 모든 내진규준에서 철골모멘트골조에 가장 큰 반응수정계수 즉 지진하중저감계수를 부여하고 있는 것에서 이런 낙관적 입장을 잘 볼 수 있다. 그러나 이 구조시스템의 내진성능에 대한 강구조공학계 전반의 낙관적 기대는 1994년 미국 노스리지 지진과 1995년 일본 효고현 남부 고베 지진을 계기로 완전히 훼손되었다. 양 지진 내습 당시 철골모멘트골조는 전혀 예상 밖의 열등한 내진거동을 노출하였다. 철골모멘트골조가 내진성을 획득하기 위해서는 보-기둥 모멘트접합부에서 조기 취성파괴가 발생치 않는 가운데서 보 및 패널존에서 반복적 소성변형이 충분히 발휘되어 유입된 지진에너지를 안정적으로 소산시킬 수 있어야 한다. 그러나 양 지진 당시에 보-기둥 용접 모멘트접합부에서 보나 패널존의 연성능력이 동원되기 이전에 조기 취성파괴가 발생하여 막대한 피해를 야기하였다. 특히 일본에서는 수 백동의 철골조 건물이 붕괴하는 사태가 발생하였다. 용접 접…(생략)
그림 2. 노스리지 지진 당시의 용접부 취성파괴
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