리브 보강된 SC구조 벽체의 거동에 관한 해석적 연구

Abstract

SC구조는 기존의 RC구조에서 구조재인 철근과 시공재인 거푸집의 역할을 강판(Steel Plate)이 대신함으로써 그에 따르는 작업을 축소시켜 공기단축을 가능하게 한다. 여기 에 모듈화 공법을 적용시켜 공장에서는 구조물과 기기의 복합모듈을 사전 제작(Prefab rication)하여 운반하고 현장에서는 모듈의 조립 및 콘크리트 타설을 시행하는 병행시 공(Parallel Construction)을 가능하게 하여 공기단축과 품질향상을 극대화할 수 있다. SC구조 복합모듈 공법이 다양한 장점을 가지고 있음에도 불구하고 국내에서의 활용 도는 아직 도입단계에 있으며, 국가 기관을 중심으로 여러 연구단체에서 다양한 연구 를 수행하고 있다. 본 논문에서는 SC구조 벽체에 관하여 기존의 일본건축학회(JEAG)에서 제시한 평가식 과 국내에서 행해진 실험결과를 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에 의한 해석결과 와 비교 분석하여, 평가식의 적정성과 실험의 타당성을 평가하였다. 또한 강판에 H형 강의 Rib가 보강되었을 경우 SC구조 벽체의 구조적 성능에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 이상의 연구내용에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) SC구조 벽체는 전단의 영향이 휨모멘트보다 크게 작용하는 경우에는 유한요소해석 결과와 평가식에 의한 결과, 그리고 실험 결과가 거의 일치하는 거동을 보였다. 전단이 지배적인 SC구조 벽체에 대해서는 기존의 평가식이 적정하다고 판단된다. (2) 전단이 지배적인 SC구조 벽체에 대한 ABAQUS를 사용한 유한요소해석 결과는 비 교적 만족할 만하다. 향후 추가적인 실험이 이루어질 경우 실험 전에 유한요소해석을 통해 SC구조 벽체의 거동 및 강도를 예측하는데 많은 도움이 될 것이다. (3) 휨모멘트의 영향이 지배적인 SC구조 벽체의 경우, 평가식에서 예측되는 강판 휨 항복점인 2번째 절점 전후로 실험결과, 평가식, 해석결과에서 차이가 발생하였다. 휨모 멘트의 영향이 큰 경우에는 평가식에서 휨변위에 대해서는 크게 산정하지만 전단변위 에 대해서는 적게 산정한다고 판단된다. 평가식에서 이러한 부분을 재평가해야 할 것 이다. (4) 유한요소해석 결과, Rib 보강에 의해 SC구조 벽체의 전단능력이 향상될 수 있음을 확인하였다. 하지만, Rib의 역할에 대한 정확한 평가를 위해서 더 많은 연구가 요구된다.