준정적 반복 하중 하의 접합부 성능을 활용한 CLT 전단 내력 성능 예측 = Estimation of CLT Shear Strength with Joint Properties Under Quasi-Static Load

국문 초록 (Abstract)

2000년대 초반 구조용 직교 집성판(CLT)에 대한 연구를 기반으로, 전 세계적으로 저층 중심의 목조 건축에서 중·고층 목조 건축 시장으로 확대되고 있다. 우리나라는 2010년대에 시작한 CLT에 관한 연구를 기반으로 2층에서 5층의 목조 건축물들의 축조, CLT 품질기준 KS 제정 등의 성과를 이뤘으나, 중·고층 CLT 건축 실현을 위한 연구는 여전히 미흡한 상황이다. 특히 중·고층 건축에서 요구하는 수평하중에 대한 저항 성능(전단 저항 성능)에 관한 추가적인 연구가 필요하다. 이에 정적 하중(인장 하중)과 준정적 반복 하중(ISO 16670 프로토콜)으로 얻어진 접합부 강성을 이용하여 CLT 전단 내력 성능을 예측하기 위한 연구를 수행하였다. 먼저, 홀드다운 및 브라켓 접합부를 각각 2개 설치한 CLT 벽체에 대해 준 정적 반복 하중을 가하여 항복 변위와 전단 항복 내력을 평가하였다. 이 때 CLT 벽체의 항복 변위와 내력은 각각 34.8 mm, 43.23 kN이었다. 정적 하중과 준정적 반복 하중 하에서의 홀드다운의 강성은 각각 10.0, 4.9 kN/m이었으며, 같은 조건에서 브라켓의 강성은 각각 2.9, 1.6 kN/m이었다. 벽체의 모서리를 지점으로 회전하면서 CLT 벽체가 수평하중에 저항한다고 가정하여 정립한 전단 내력 성능 예측식, 실험을 통해 얻어진 항복 변위, 접합부 강성을 이용하여 전단 내력을 예측하였을 때, 79.64(정적 하중에서의 접합부 강성 이용), 40.39(준정적 하중에서의 접합부 강성 이용) kN으로 나타났다. 정적 하중에서의 접합부 성능은 반복 하중에 의한 강성의 저하를 반영하지 못하였기 때문에 실제 항복 내력보다 큰 값을 나타냄을 확인할 수 있었다. 반면 준정적 하중에서의 접합부 강성을 이용함으로써 실제값과 예측값의 비가 1.07로 나타나 높은 정확도로 예측할 수 있음을 확인하였다.