브레이스 시스템 (출처 : 역학및하중시스템)

브레이스 시스템 (출처 : 역학및하중시스템)

 

1. 개요

강성골조 시스템은 30층 이상 되는 건물에서는 기둥과 보의 휨에 의해 발생되는 Shear Racking으로 인해 수평처짐이 크게 발생하기 때문에 경제적이지 못하다. 

 

브레이스 시스템은 기둥과 보에 발생되는 휨을 실질적으로 제거함으로써 강성골조 시스템을 개선한 시스템이다.

이것은 브레이스 같은 웨브 부재를 추가함으로써 수평전단력을 기둥이 아니라 웨브 부재에 의해 전달하게 하는 시스템이다.


2. 거동 특성 시스템의 변형 특성

브레이스 시스템은 수평하중을 기둥과 가새의 축강성에 의해 지지하기 때문에 트러스로 구성된 캔틸레버 변형을 하게 된다.

1) 기둥-현재(풍상측 기둥 : 인장, 풍하측 기둥 : 압축) 작용

2) 브레이스, 보- 웨브 부재

3. 브레이스의 연성적 특성에 따른 분류

1) CBF(Concentric Braced Frames) 시스템

기둥과 브레이스, 보가 한 절점에서 만나기 때문에 모든 부재는 축방향 거동만을 한다.

(1) 예상된 하중보다 큰 압축력에 의해 브레이스가 좌굴할 가능성이 있다.

(2) 탄성범위를 벗어난 범위내에서의 거동이 취약하기 때문에 지지다발지역에서 적용하는 것은 피하는 것이 좋다.


2) EBF(Eccentric Braced Frames) 시스템

연성을 충진시키기 위해 브레이스를 기둥과 보의 접합부에서 일정거리 떨어진 곳에 설치함으로써 보의 일정부분이 퓨즈와 같이 작용하여 브레이스에 초과하중 발생을 방지한 시스템

(1) CBF시스템의 강도와 강성을 모멘트 골조의 에너지 분산능력, 안정된 비탄성거동과 결합한 시스템

(2) EBF시스템의 가장 기본적인 개념 : 지진에 의해 발생된 과중 하중에 의한 브레이스의 좌굴을 방지하는 것-편심부(Eccentricity)가 항복하도록 설계

(3) EBF시스템의 접합부 상세도

(4) EBF시스템의 수평처짐 3가지 요소

- 가새의 신장에 의해 발생되는 처짐

- 기둥의 축방향 변형도에 의한 처짐

- Eccentric Element의 변형에 의한 처짐

(5) EBF시스템의 특징

- 상대적으로 적은 강재를 사용하여 시스템의 필요강성을 확보할 수 있다.

- 편심부에서 전단항복을 유도하는 이유는 진도가 높은 지진에서 발생되는 과도한 에너지를 분산시키기 위해 퓨즈와 같은 역할을 하기 위해서다.

- 편심부가 완전 붕괴되는 경우에도 시스템의 수직요소와 강성이 남아있기 때문에 구조물의 붕괴를 유발하지는 않는다.