복합구조물의 상부층수 변화에 따른 탄소성 정적 및 동적 응답특성 = The Response Characteristics of Push-over and Nonlinear Time History Analysis with Variations in the Upper Stories of the Mixed Building Structure

국문 초록 (Abstract)

상부벽식-하부골조구조(복합구조)는 상.하부 구조물의 서로 다른 구조형식으로 인해 전이층 부근에서 질량 및 강성의 큰 차이를 보인다. 이러한 복합구조의 특징은 일반적으로 강성, 질량 및 기하학적 수직 비정형성을 갖게 된다. 본 연구에서는 복합구조물의 상부층수가 변화하는 네 가지 해석모델을 선정하여 탄소성 정적 및 동적 해석을 수행하고 해석결과를 통해 구조물의 탄소성 응답특성을 살펴보고자 한다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 1) 탄소성 정적해석에서는 하부골조 구조의 보와기둥의 항복힌지가 상부벽식구조의 층수 변화에 상관없이 전 모델에 걸쳐 비슷한 크기의 설계용 밑면전단력에서 항복이 발생되었고 그 분포 또한 비슷하였다. 그러나 상부벽식구조의 경우 전단벽이 고층화될수록 coupling beam에서 설계용 밑면전단력 V에 대해서도 휨항복한지가 발생되었다. 2) 탄소성 동적해석으로부터는 하부골조의 일부층의 보는 55gal의 작은 지진동에서 소성이 발생되었고 상부벽식구조의 경우 coupling beam과 전이층 상부의 전단벽에서 소성변형이 집중되었다. 3) 탄소성 해석으로부터 상부벽식구조의 층수가 낮아질수록 하부골조구조의 층강성이 상대적으로 줄어들게 되어 하부골조에서 연약층(soft story) 현상이 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The mass and stiffness of upper wall-lower frame system(mixed building structures) change sharply at transfer floor due to different structural system in upper and lower part. These mixed building structures generally show the stiffness, weight or geometric vertical irregularities. The purpose of this study is to investigate the response characteristics of these structures by push-over analysis and nonlinear time history analysis. For four types of analysed models, only the variation of upper wall stories was considered. The conclusions of this study are following; (1) In the push-over analysis, yielding hinges in beams and columns of lower frame occurred at the base shear of similar magnitude in all models. But as the number of stories of upper wall increases, yielding hinges at ends of coupling beams were observed in the small magnitude of base shear. (2) In the nonlinear time history analysis, yielding of lower frame occurred at beams with as small ground acceleration as 55gal, and in upper walls yielding was concentrated on coupling beams and shear walls near the transfer floor. (3) As the number of stories of upper walls decreases, the story stiffness of the lower frames decreased relatively and the occurrence of soft stories in the lower frame was observed.