Evaluation of Seismic Performance of Bearing Wall Structure with Coupling Beam

연결보가 있는 벽식 구조물의 내진성능 평가

Coupling beams have been used in bearing wall system during last decades. Practically their sectional effects are fully considered in analysis stage to control lateral displacement because they have good contribution to the stiffness of bearing wall system. But the high resultant forces of coupling beam are not fully satisfied in design stage because coupling beams are restricted in sectional size. In this paper the performance of bearing wall system with coupling beam has been evaluated based on improved equivalent linearization procedure of FEMA 440. 15 storied building is selected for analysis. Variables for performance evaluation are natural period, degree of coupling and soil site. To evaluate performance, demand capacity spectrum is calculated based on KBC 2005. As a result, for the most of the cases the life safety limit of chord rotation of coupling beam is less than the performance point of system for soil site $S_D$. That means that the coupling beam can be severly damaged before the system reaches at performance point.

내력벽시스템에 사용되는 연결보는 횡변위 조절을 위하여 효과적으로 사용되는 요소이나, 단면의 폭과 춤이 시스템에 의하여 제한되므로 연성능력을 향상시키기 위한 철근의 상세처리가 어럽다. 이러한 이유로 지진에 의하여 횡력이 발생할 경우 가장 먼저 연결보에 손상이 발생하게 될 것이므로, 본 연구에서는 연결보가 있는 내력벽 시스템의 성능을 평가하고자 하였다. 이러한 성능평가는 FEMA 400의 수정된 등가 선형의 절차에 의하여 수행되었다. 평가를 위한 모델은 15층이고 연결보의 강성은 변동이 없으며 질량을 변화하여 구조물의 주기를 변화하였다. 요구 스펙트럼 산정은 KBC 2005의 계수를 곱하지 않은 스펙트럼을 사용하였다. 성능 평가 결과로서, 토질 SD에 대하여 대부분의 모델에서 인명안전 수준에서 검토된 연결보의 제한 변위가 성능점 보다 작게 나타났다. 전반적으로 시스템의 주기가 짧아질수록 연결보의 손상도에 의하여 성능점이 감소되는 현상을 나타내었다.