1980년도 표준설계도에 준하여 건설된 학교건축물의 내진보강기법 연구

강종,Kang. Jong 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.1

내진보강기법에 따른 성능평가 수치해석 결과 철근콘크리트 전단벽이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 또한 X형 철골가새, K형 철골가새 및 knee형 철골가새의 순으로 내진성능이 우수한 것으로 나타났다. 학교건축물의 평면 기능성을 유지시키면서 내진보강 구조물이 설치가능한 곳에 보강을 하더라도 기존의 보 및 기둥골조에 부재별 별도의 보강이 필요한 보강기법은 4층 학교건출물에서는 K형과 knee형 철골가새로, 3층 학교건출물에서는 knee형 철골가새로 나타났다. 내진보강기법에 대한 성능평가 및 장단점에 대하여 종합적으로 분석해 보면 전단벽 방식이 효율성 측면에서 가장 우수한 것으로 나타났다. 설치 후 외관의 형태에 변화를 주거나 개구부의 크기 및 위치에 제약조건이 수반되는 철골가새 보강방식과는 달리 기존 개구부의 크기와 위치를 그대로 유지시키면서 철근콘크리트 전단벽 구조로 보강함으로써 외관에 영향을 주지 않는다. 또한 기존 벽체의 중량에 변화를 주지 않도록 두께를 선정함으로써 기초보강의 필요성이 배제되었다. We considered the practical aspects to the seismic performance evaluation method and adopted a numerical approach using a universal program, MIDAS-GENw applied the KBC-structural design standards 2009. The four types such as reinforced concrete shear walls and X-type, K-type, and knee-type steel braces were chosen to the seismic retrofit techniques. The results were summarized as follows: First, the results of a numerical approach to the performance evaluation according to the seismic retrofit techniques, the excellence of the seismic performance was in the order of reinforced concrete shear walls and X-type, K-type, and knee-type steel braces. Second, when installing the shear walls in 24 places among 65 places that can enhance in the direction of X and in 11 places among 49 places that can enhance in the direction of Y, in the case of the four-story school building the structural reinforcement by the action of the earthquake loads in the existing beams and the columns framing may not be require.

볼접합부를 갖는 원형강관부재의 좌굴길이 평가

강종(Kang Jong) 한국산업융합학회 2012 한국산업융합학회 논문집 Vol.15 No.1

The Buckling of the member under compressive stress is likely to occur, which is an important factor determining the strength of structures. The objective of this study was to evaluate the member buckling strength of a circular hollow steel with ball joints and to compare with design specifications for load resistance factor of our country. Furthermore, we would like to suggest basic data for evaluation of buckling length of a circular hollow steel with ball joints according to comparative analysis. These results were summarized as follows: Buckling stress according to the test results on buckling was 1.21 times greater than LSD specifications of our country estimated the entire length of circular hollow steel with ball joints as buckling length. In addition, it was 1.16 times greater than when estimating the length except the ball as buckling length and 1.14 times grater than when excluding the ball and sleeve. Therefore, when estimating buckling stress of circular hollow steel with ball joints, their buckling length may be measured by the length except ball and sleeve.

PBL을 기반으로 한 건축구조공학 교육시스템의 개발

강종(Kang, Jong) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.1

이 논문에서는 건축구조공학의 창의성 교육을 활성화하기 위한 대안으로 문제기반학습(PBL : Problem-Based Learning) 교육시스템을 개발하였다. 이러한 시스템의 개발에서는 먼저 건축구조공학 교육의 PBL에 대한 고찰을 통하 여 과제도출 및 교육 프로세스를 제시하였다. 개발된 교육시스템은 크게 구조 모형의 하드웨어 시스템과 교육 시스템 상에서 활용 가능한 코스웨어로 구성되어 있다. This paper deals with the development of educational system for Architectural Structure Engineering based on PBL(Problem-Based Learning). To develop this educational system, firstly, the eduction process for Architectural Structure Engineering is suggested by reviewing PBL and creativity. The suggested educational system is composed with hardware of structural model and courseware can be utilized in the education process. In this courseware, softwares for testing structures and teaching recommendations are involved. Finally, merits of this system in the real application are suggested and the complementariness are discussed for a future search.

기존 학교건축물의 내진보강기법에 따른 내진성능평가

강종(Kang Jong) 한국산업융합학회 2012 한국산업융합학회 논문집 Vol.15 No.1

Reinforced concrete shear walls and X-type steel braces were applied in seismic retrofit techniques for seismic performance evaluation of school buildings constructed in accordance with standard design announced by the ordinance of the ministry of construction in 1980s. Seismic performance evaluation was based on FEMA 356 using response spectrum as elastic analysis and conducted to pushover analysis with nonlinear static analysis. The maximum displacement ratio between floors in 4th and 3rd floors of the existing school buildings was less than 1.0%, which was functioning level in FEMA 356. However, because plastic hinge occurs somewhat in structural members according to the results of pushover analysis, partial reinforcement will be required. X-direction of the maximum lateral displacement of reinforced concrete shear walls than X-type steel braces was 45% and 32% in 4th and 3rd floors of school buildings, and Y-direction was 18% and 17%, respectively.

내화뿜칠된 콘크리트 충전 각형강관기둥의 내화성능

김해수,강종,Kim. Hae-Soo,Kang. Jong 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.6

본 연구는 화재 발생시 내화뿜칠된 콘크리트 충전 각형강관기둥의 단면위치별 온도분포와 내화성능을 평가하기 위하여 강관두께 및 가열시간을 변수로 하여 ABAQUS를 이용한 열전달해석을 수행하여 신뢰성을 검증하고 기존의 실험결과와 비교분석하였다. 그 결과 단면위치별로 온도분포의 차이가 크지 않음을 알 수 있었으며, 강관두께의 변화는 온도분포에는 별다른 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다. This study was carried out to compare with existing experimental results and to verify reliability on heat transfer analysis using parameters such as steel thickness and heating time in ABAQUS for evaluation of temperature distribution and fire protection performance according to cross-section location of concrete filled square steel tube column with fire spray protection when fire occurred. As a result, we noticed that the difference of temperature distribution for cross-section location was not so great and the change of steel thickness did not affect temperature distribution.

강재단면형상을 고려한 소요 내화피복 두께 산정에 관한 연구

김해수(Kim, Hae-Soo),강종(Kang, Jong) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.12

강재는 단면의 종류와 크기 및 부재에 따라 화재에 노출되는 표면적이 달라지며, 이에 따라 화재에 의한 강 재의 온도상승도 큰 차이를 나타낸다. 단면형상계수(H_p/A)는 강재의 종류, 크기, 적용부재 및 내화피복재의 종류 등 의 변수에 따라 결정되며, 이것은 내화피복 두께를 결정하는 기준이 된다. 본 연구를 통하여 강재는 종류에 관계없이 단면의 크기가 증가할수록 단면형상계수는 감소하는 것을 알 수 있었다. 단면형상계수에 따른 강재의 종류별 내화피 복 두께 산정 결과 1시간 내화성능은 기준보다 소요 두께가 30∼50% 낮게 나타났다. 또한, 2시간 내화성능은 기준보 다 소요 두께가 최저 27% 낮게 산정되는 부재도 있으나 대체로 기준에 근접하는 것을 알 수 있었다. 그러나 H형강 의 경우 3시간 내화성능은 대체로 기준을 만족하지만 각형강관과 원형강관의 경우 5.0∼17.5% 정도 기준을 상회하는 값으로 나타났다. Surface area of the steel member exposed to fire differs according to type and size of the section and the kind of the member, which shows a big difference in the temperature rise of the steel by fire. The section factor (H_p/A) is determined by factors such as type, size, and member of the steel and type of the fire protection material, and it is the criteria in determining thickness of the fire protection material. This study showed that the size of the steel increase regardless of the steel type, the section factor decrease. In the results on fire protection thickness of the steel according to the section factor, the efficiency of 1 hour fire protection was lower from 30 to 50% than the criteria. And there is the member, which have the thickness lower the minimum 27% in 2 hour fire protection, but it generally approached in the criteria. In case of H-shape steel, the efficiency of 3 hour fire protection was suitable for the criteria, but rectangular hollow steel section and circular hollow steel section were higher (5.0-17.5%) than the criteria.