철근콘크리트 채움벽 보강

채움벽 정의

채움벽 보강은 기존 골조 칸 안에 철근콘크리트 벽을 넣어 내진 성능을 높이는 방법이다.

채움벽은 보와 기둥 사이를 메우는 벽체다. 설계에서는 비구조요소로 보는 경우가 많지만 골조 강성에는 영향을 준다.

채움벽은 지진에 먼저 깨져 수리비와 인명 피해로 이어질 수 있으므로 보강이 필요하다.

채움전단벽 구조

채움전단벽은 기존 골조 안에 새 철근콘크리트 벽을 세워 수평력을 주로 부담하게 한다.

벽은 후설치 앵커로 기존 기둥과 보에 연결해야 골조와 함께 움직인다.

연결이 없으면 벽체는 강성에 기여하지 못하고 독립된 질량으로만 작용한다.

벽이 횡력을 받으면 대각 압축력이 생겨 기둥에 축력과 전단으로 전달된다.

단주효과

단주효과는 벽체가 기둥 일부 높이를 구속해 기둥의 자유 높이를 짧게 만드는 현상이다.

짧아진 구간에 전단력이 몰리므로 기둥은 휨보다 먼저 전단으로 깨질 수 있다.

벽이 강성을 가지면 지진력이 벽으로 몰리고, 벽이 먼저 깨지면 골조 강성이 급격히 떨어진다.

파괴모드와 설계 순서

보강 설계는 네 가지 파괴모드를 모두 검토한다. 가장 먼저 도달하는 모드가 연성 거동을 해치지 않게 한다.

설계 순서는 골조 진단, 벽체 배치, 앵커 연결, 기초 검토, 성능 재평가 순으로 진행한다.

보강 후에는 층간변위와 강성비를 다시 산정해 목표 성능을 확인한다.

앞의 문제 답은 전단 파괴다. 짧은 기둥은 휨보다 전단이 먼저 문제가 된다.

시공 감리와 정리

시공 단계에서는 설치 위치, 연결철근 간격, 정착 깊이, 주입재 품질을 확인해야 한다.

기존 콘크리트 강도가 낮게 나오면 평가 과업 자체가 재검토 대상이 된다.

정리하면 채움벽은 강성을 해석에 반영하고 골조에 연결해 면외 탈락을 막는다.