철골 연성 모멘트 골조의 연성계수 및 강도계수 평가 = Evaluation of Ductility and Strength Factors for Special Steel Moment Resisting Frames

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 철골 연성 모멘트 골조에 대하여 반응수정계수(R)의 핵심 구성요소인 연성계수 및 강도계수를 평가하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 연성계수($R_{{\mu},MDOF}$) 는 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)에 다자유도 보정계수($R_M$)를 곱하여 산정하였다. 단자유도 구조물에 대한 연성계수($R_{{\mu},SDOF}$)는 지진하중을 받는 탄소성 단자유도(SDOF) 구조물의 목표 변위 연성비와 주기에 따른 비선형 동적해석으로부터 산정하였다. 통계적 연구와 회귀분석으로부터 연성계수를 산정하기 위한 평가식이 제시되었다. 다자유도의 영향을 고려하기 위한 보정계수($R_M$)는 기존의 연구결과로보터 회귀분석을 이용하여 구하였다. 철골 연성 모멘트 골조에 대한 강도계수는 비선형 정적해석으로부터 산정하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성 계수 및 강도계수를 평가하기 위하여, 구조물의 층수(4, 8 및 16층), 지진구역계수(Z=0.075, 0.2 및 0.4), 골조 시스템(외곽골조 및 분배골조) 및 붕괴 메카니즘(강기둥-약보 및 약기둥-강보)을 설계 매개변수로 하여 총 36개의 예제구조물을 설계하였다. 철골 연성 모멘트 골조의 연성계수 및 강도계수에 이러한 설계 매개변수가 미치는 영향을 분석하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The main objective of this paper is to evaluate the ductility and strength factors that are key components of the response modification factor for special steel moment-resistant frames. The ductility factors for special steel moment-resistant frames were calculated by multiplying the ductility factor for SDOF systems and the MDOF modification factors. Ductility factors were computed for elastic and perfectly plastic SDOF systems undergoing different levels of inelastic deformation and periods when subjected to a large number of recorded earthquake ground motions. Based on the results of the regression analysis, simplified expressions were proposed to compute the ductility factors. Based on previous studies, the MDOF modification factors were also proposed to account for the MDOF systems. Strength factors for special steel moment resisting frames were estimated from the results of the nonlinear static analysis. A total of 36 sample steel frames were designed to investigate the ductility and strength factors considering design parameters such as number of stories (4, 8, and 16 stories), seismic zone factors (Z = 0.075, 0.2, and 0.4), framing system (Perimeter Frames, PF and Distributed Frames, DF), and failure mechanism (Strong-Column Weak Beam, SCWB, and Weak-Column Strong-Beam, WCSB). The effects of these design parameters on the ductility and strength factors for special steel moment-resisting frames were investigated.