The study concerning determination of inelastic design spectrum of reinforced concrete(RC) structure based on the moment-curvature relationship is conducted.
Unlike the inelastic response spectra in the design code and some research results obtained on the basis of the elasto-plastic or bi-linear models, RC structures under cyclic loading such as earthquake show stiffness degrading behavior as the repetition of loading increases. In addition, the pinching effect shows up in RC beams under axial force or in shear-dominated RC beams.
Accordingly, this study makes an investigation into the fitness of the existing inelastic design spectrum based on the bi-linear model, compared with that on the stiffness degrading model and pinching model which reflect the behavior characteristics of RC structures well.
To obtain more reliable results, analyses are conducted with six artificial earthquakes from six earthquake records having different profiles.
이 논문에서는 모멘트-곡률(moment curvature) 관계를 토대로 철근 콘크리트(RC structure) 구조물의 비탄성 설계 스펙트럼 결정에 관한 연구를 수행하였다. 기존의 연구 결과는 비탄성 거동(nonlinear behavior)의 간편한 고려를 위해 철근 콘크리트 구조물이 탄소성(elastic-perfectly plastic) 또는 바이리니어(bi-linear) 거동을 한다는 가정을 토대로 비탄성 설계 스펙트럼을 구성하였다. 그러나 실제 철근콘크리트 구조물이 지진과 같은 반복하중(seismic load)을 받을 경우 콘크리트의 균열 등 재료의 비탄성 거동에 의해 강성저하 현상(Stiffness degrading)이 발생될 뿐만 아니라 전단 거동이 지배적인 부재나 축력이 작용하는 부재의 경우 반복 하중에 대한 모멘트-곡률 관계는 원점을 향해 좁혀지는 핀칭 현상이 발생하게 된다.
따라서 본 연구에서는 강성저하와 핀칭 현상(Pinching effect)이 잘 반영된 모멘트-곡률 관계를 토대로 비탄성 설계 스펙트럼(nonlinear design spectrum)을 구성하여, 기존의 탄소성 또는 바이리니어 모델을 토대로 구성된 비탄성 설계 스펙트럼과의 비교를 통해 그 적합성을 검증하였다.
한편, 다양한 지진 유형에 대해 일반적인 설계 스펙트럼을 얻기 위해서 각기 다른 형태의 지진 가속도 분포를 갖는 6개의 지진을 토대로 구성된 인공지진(artificial earthquake)을 입력지진으로 해석을 수행하였다.
