ENTA 댐퍼 적용 벽식 골조에 대한 구조실험 및 유한요소해석 연구

Structural Performance Testing and Finite Element Analysis of the ENTA Wall Frame System

본 연구에서는 반복하중을 받는 벽식 골조시스템의 구조적 성능을 실험과 시뮬레이션을 통해 평가하였다. 이를 위해 무보강 프레임, ENTA 댐퍼를 적용한 실험체(“ENTA-W”), ENTA 댐퍼 및 프레임으로 보강된 실험체(“ENTA-WR”) 등 총 세 가지 시편이 개발되었다. 실험 결과, 에너지 소산 능력, 초기 강성, 최대 내력 측면에서 보강된 골조 실험체의 성능이 무보강 골조에 비해 우수한 성능을 발휘하는 것으로 나타났다. 실험 결과를 분석하였고 이를 유한요소해석 결과와 비교하였으며 이를 통해 에너지 소산 능력, 초기 강성, 최대 내력 측면에서 실험 결과와 해석 결과의 차이는 5.0% 이하로 도출되었다. 또한, 콘크리트 부분의 파손 양상과 철근의 응력 분포에서도 실험에서의 결과와 상당히 유사한 것으로 예측되어 개발된 해석모델의 신뢰성을 확보하였다.

This study rigorously assessed the structural performance of the wall frame system through a combination of experimentation and simulation under cyclic loading. Hence, three distinct specimens were developed: the original frame (referred to as the “as-built frame”), the retrofitted frame with ENTA damper system (referred to as “ENTA-W”), and the retrofitted frame with both ENTA damper system and steel frame (referred to as “ENTA-WR’). The experimental findings revealed that the retrofitted frames outperformed the as-built frame regarding energy dissipation ability, initial stiffness, and maximum load capacity. A detailed analysis and comparison between experimental and finite element analysis results were conducted. Notably, disparities between the experimental and analytical outcomes were lower than or near five percent regarding energy dissipation capacity, initial stiffness, and maximum strength. Moreover, the anticipated failure pattern of the concrete section and the stress distribution of the reinforcing bar closely mirrored those observed in the experiment.