이중골조시스템 (Dual Frame System)

목차

1. 이중골조시스템 정의

이중골조시스템은 모멘트 저항 골조 (Moment Resisting Frame)와 전단벽 또는 브레이싱 시스템 (Shear Wall or Braced Frame)이 조합된 구조 시스템이다.

즉, 모멘트골조가 전체 횡력의 일정 비율을 부담해야 하며, 전단벽 또는 브레이싱이 나머지를 담당하는 시스템이다.

2. 이중골조시스템 확인 기준

2.1 모멘트골조와 전단벽/브레이싱의 역할 비율

ACI 318 / ASCE 7-22 (미국 기준)

• 모멘트골조가 전체 횡력의 최소 25% 이상을 부담해야 함.
• 나머지는 전단벽 또는 브레이싱이 담당.

KBC 2021 (한국 건축구조기준)

• 모멘트골조가 전체 횡력의 최소 20% 이상을 부담해야 함.
• 전단벽이 80% 이하를 부담할 수 있도록 조정.

2.2 골조의 연성 요구사항

• 모멘트골조는 특수모멘트골조(SMF) 또는 중간모멘트골조(IMF)로 설계.
• 철근콘크리트 구조의 경우 연성 요구조건 충족 필요.
• 철골 구조의 경우 강접합 모멘트골조 설계 필요.

2.3 전단벽 및 브레이싱 설계 요구사항

• 전단벽: 최소 두께 및 철근배근 기준 충족해야 함.
• 브레이싱: 연성 브레이싱 또는 중심/편심 브레이싱으로 설계 필요.

2.4 동적 해석 수행

• 탄성 및 비선형 동적 해석 수행하여 횡력 분담률 확인.
• 지진하중 작용 시 골조와 전단벽의 변형 모드 검토.

3. 실무 적용 및 확인 방법

• 구조 해석 프로그램을 이용한 분석: MIDAS Gen, ETABS, SAP2000 등을 활용하여 횡력 분담률 계산.
• 모멘트골조와 전단벽의 상대 강성 평가: 골조의 횡강성 / 전체 구조의 횡강성 ≥ 20~25% 확인.
• 설계 기준 충족 여부 체크리스트 활용: KBC 2021, ASCE 7-22 기준과 비교하여 설계 적합성 검토.

4. 이중골조시스템 확인 체크리스트

• ✔ 모멘트골조가 전체 횡력의 최소 20~25% 이상 부담하는가?
• ✔ 모멘트골조가 연성 설계 기준을 충족하는가?
• ✔ 전단벽 및 브레이싱 시스템이 적절히 설계되었는가?
• ✔ 구조 해석 결과, 횡력 분담률이 설계 기준을 만족하는가?
• ✔ 동적 해석 결과, 모멘트골조와 전단벽의 변형 모드가 일치하는가?