허용 층간변형각 적용을 위한 RC 전단벽 시스템 지배메커니즘 판별

목차

1. 용어 및 기호

기호정의
\( h_w/l_w \)벽 높이 \(h_w\) 대비 길이 \(l_w\) 비 (세장비)
\( V_n \)명목 전단강도
\( V_{\mathrm{@}M_n} \)양단 휨강도 발휘 시 요구 전단력 (휨 항복에 대응하는 전단요구)
\( l_v \)유효 전단지간(피어 유효높이)

2. 지배메커니즘 판별 절차

2.1 1차 스크리닝(기하학적 기준)

세장비 기준판정 경향비고
\( h_w/l_w < 1.5 \)전단지배형 경향단벽(squat)
\( 1.5 \le h_w/l_w \le 3.0 \)상호작용 가능강도기반 판정 필수
\( h_w/l_w > 3.0 \)휨지배형 경향세장벽(slender)

기하학적 기준은 경향 판단을 위한 1차 지표에 불과하며, 최종 판정은 강도비 평가로 수행한다.

2.2 최종 판정(강도비 기반)

양단 휨강도 합과 유효 전단지간을 이용하여 아래와 같이 \( V_{\mathrm{@}M_n} \)을 산정한다.

\[ V_{\mathrm{@}M_n} = \dfrac{M_{p,\mathrm{top}} + M_{p,\mathrm{bot}}}{l_v} \]

명목 전단강도 \(V_n\)은 해당 코드(KDS/ACI 등) 식으로 산정한다. 그 다음 비 \( V_n / V_{\mathrm{@}M_n} \)으로 최종 판정을 내린다.

판정 기준해석
\( V_n / V_{\mathrm{@}M_n} \ge 1.0 \)휨지배형(Flexure-controlled)으로 본다.
\( V_n / V_{\mathrm{@}M_n} < 1.0 \)전단지배형(Shear-controlled)으로 본다.

2.3 판정 보정 요소

3. 허용 층간변형각 적용 로드맵

※ 구체 수치는 적용 표준(예: 성능기반 평가 지침, ASCE 41류) 및 프로젝트 요구조건에 따른다.

4. 계산 예시

입력 (예시): \( M_{p,\mathrm{top}}=600\,\text{kN·m} \), \( M_{p,\mathrm{bot}}=800\,\text{kN·m} \), \( l_v=3.0\,\text{m} \), \( V_n=550\,\text{kN} \)

산정: \( V_{\mathrm{@}M_n}=\dfrac{600+800}{3.0}=467\,\text{kN} \) \(\Rightarrow\) \( \dfrac{V_n}{V_{\mathrm{@}M_n}}=\dfrac{550}{467}=1.18 \)

판정: \( V_n/V_{\mathrm{@}M_n} \ge 1.0 \) 이므로 휨지배형으로 분류.

적용: 휨지배형 허용 층간변형각을 채택하고, 국부 전단파괴 가능성에 대한 세부 검토를 병행한다.

5. 체크리스트(제출·검토용)

항목확인사항
기하 정보층고, 벽 길이, 개구부, 피어 유효높이 \(l_v\)
재료·상세콘크리트 강도, 철근 상세(경계부 띠철근, 구속), 축하중비
강도 산정\( M_{p,\mathrm{top}} \), \( M_{p,\mathrm{bot}} \) 근거 및 \( V_n \) 산정식·계수
판정 결과\( V_n/V_{\mathrm{@}M_n} \) 값, 전단/휨 지배 구분, 보정요소 검토
허용치 적용성능수준별 허용 층간변형각 선택 근거 및 국부 검토

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