지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 천성철
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
이 논문의 연구 히스토리 (7)
2019
2018
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
압축을 받는 철근은 단부지압의 작용으로 인장을 받는 철근보다 정착에 유리하고, 철근콘크리트구조에서 철근은 주로 인장을 부담한다. 이러한 이유로 철근의 인장정착에 관한 연구는 활발하게 이루어지고 있는 반면, 압축정착에 관한 연구는 매우 부족한 실정이다. 현행설계기준은 매우 부족한 실험결과를 바탕으로 하고 있어 다양한 강도와 조건에서 유사한 거동을 보장하기 어렵다.
정적하중에 대한 단면해석에는 콘크리트와 압축철근이 함께 압축력에 저항하고 대부분의 경우 압축을 받는 보 주철근은 압축에 대해 항복하지 않는다. 외부 보-기둥 접합부에 정착된 보 주철근에 반복적인 횡력이 작용하는 경우, 인장항복을 경험한 철근이 다시 압축을 받을 수 있다. 이 때 콘크리트 균열이 모두 닫히지 않은 상태에서 잔류변형이 남은 철근에 압축력이 집중된다. 따라서 반복하중이 작용하여 인장항복을 경험한 경우, 부재의 중립축을 기준으로 선형적인 변형률 분포를 갖지 않기 때문에 단면해석의 기본가정이 적용되지 않으며, 정적하중 단면해석과 달리 압축철근이 압축항복할 가능성이 높다. 따라서 내진구조에 사용되는 주철근은 압축항복에 대비하여 충분한 압축정착길이를 확보해야한다. 이를 위해서는 압축을 받는 철근의 정착거동에 대한 명확한 이해와 안전하고 경제적인 압축정착길이 설계식의 개발이 필요하다.
이 연구에서는 외부 보-기둥 접합부에 정착된 철근의 압축정착실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 압축정착길이 설계식을 제안하였다. 연구결과를 다음과 같이 요약하였다.
1) 직선철근과 갈고리철근은 정착강도의 발현특성이 서로 다르다. 갈고리철근은 갈고리 성형으로 인해 철근의 직선 부분이 동일 묻힘길이의 직선철근보다 짧아 부착강도 발현에 불리하다. 반면에 갈고리의 지압면적은 직선철근의 단부지압면적보다 넓기 때문에 지압강도 발현에 유리한 특성을 갖는다.
2) 직선철근은 기둥 횡보강철근과 나란히 배근되어, 직선철근은 기둥 횡보강철근의 영향을 받지 않고, 갈고리철근의 경우 기둥 횡보강철근이 갈고리를 감싸 철근의 상대미끄러짐이 발생하는 것을 억제하여 지압강도와 부착강도가 함께 증가하였다. 따라서 일반적인 정착상세에서는 압축을 받는 갈고리철근의 정착성능이 직선철근의 성능보다 우수하다.
3) 평균 압축정착강도 평가식으로 산정된 예측강도와 실험체의 정착강도를 비교한 결과, 직선철근 및 갈고리철근 실험체의 [실험값]/[예측값] 비의 평균은 각각 1.11, 1.12이고, 변동계수는 5%로 나타났다. 평가식이 실험값보다 약 10% 낮은 값을 예측하기 때문에 안전한 결과를 제안할 수 있다.
4) 콘크리트구조학회기준(2017)의 인장을 받는 표준갈고리철근의 정착길이 산정식과 갈고리철근의 압축정착길이 제안식을 비교한 결과, 제안식으로 산정된 압축을 받는 갈고리철근의 정착길이가 인장을 받는 갈고리철근의 정착길이보다 짧은 정착길이로 산정되었다. 따라서 제안식을 이용하여 압축정착길이가 인장정착길이보다 길어지는 이상 현상을 해소할 수 있다.
5) 제안식의 효용성을 검증하기 위하여 콘크리트구조학회기준(2017)에서 허용하는 재료강도 범위에서 제안식과 기존식을 비교한 결과, 동일조건에서 제안식으로 산정된 압축정착길이가 기존 압축을 받는 철근의 정착길이 설계식보다 짧은 길이로 산정되었다. 또한 항복강도가 600MPa인 철근의 경우, 콘크리트 압축강도가 증가할수록 정착길이를 보다 짧게 할 수 있다.
정적하중에 대한 단면해석에는 콘크리트와 압축철근이 함께 압축력에 저항하고 대부분의 경우 압축을 받는 보 주철근은 압축에 대해 항복하지 않는다. 외부 보-기둥 접합부에 정착된 보 주철근에 반복적인 횡력이 작용하는 경우, 인장항복을 경험한 철근이 다시 압축을 받을 수 있다. 이 때 콘크리트 균열이 모두 닫히지 않은 상태에서 잔류변형이 남은 철근에 압축력이 집중된다. 따라서 반복하중이 작용하여 인장항복을 경험한 경우, 부재의 중립축을 기준으로 선형적인 변형률 분포를 갖지 않기 때문에 단면해석의 기본가정이 적용되지 않으며, 정적하중 단면해석과 달리 압축철근이 압축항복할 가능성이 높다. 따라서 내진구조에 사용되는 주철근은 압축항복에 대비하여 충분한 압축정착길이를 확보해야한다. 이를 위해서는 압축을 받는 철근의 정착거동에 대한 명확한 이해와 안전하고 경제적인 압축정착길이 설계식의 개발이 필요하다.
이 연구에서는 외부 보-기둥 접합부에 정착된 철근의 압축정착실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 압축정착길이 설계식을 제안하였다. 연구결과를 다음과 같이 요약하였다.
1) 직선철근과 갈고리철근은 정착강도의 발현특성이 서로 다르다. 갈고리철근은 갈고리 성형으로 인해 철근의 직선 부분이 동일 묻힘길이의 직선철근보다 짧아 부착강도 발현에 불리하다. 반면에 갈고리의 지압면적은 직선철근의 단부지압면적보다 넓기 때문에 지압강도 발현에 유리한 특성을 갖는다.
2) 직선철근은 기둥 횡보강철근과 나란히 배근되어, 직선철근은 기둥 횡보강철근의 영향을 받지 않고, 갈고리철근의 경우 기둥 횡보강철근이 갈고리를 감싸 철근의 상대미끄러짐이 발생하는 것을 억제하여 지압강도와 부착강도가 함께 증가하였다. 따라서 일반적인 정착상세에서는 압축을 받는 갈고리철근의 정착성능이 직선철근의 성능보다 우수하다.
3) 평균 압축정착강도 평가식으로 산정된 예측강도와 실험체의 정착강도를 비교한 결과, 직선철근 및 갈고리철근 실험체의 [실험값]/[예측값] 비의 평균은 각각 1.11, 1.12이고, 변동계수는 5%로 나타났다. 평가식이 실험값보다 약 10% 낮은 값을 예측하기 때문에 안전한 결과를 제안할 수 있다.
4) 콘크리트구조학회기준(2017)의 인장을 받는 표준갈고리철근의 정착길이 산정식과 갈고리철근의 압축정착길이 제안식을 비교한 결과, 제안식으로 산정된 압축을 받는 갈고리철근의 정착길이가 인장을 받는 갈고리철근의 정착길이보다 짧은 정착길이로 산정되었다. 따라서 제안식을 이용하여 압축정착길이가 인장정착길이보다 길어지는 이상 현상을 해소할 수 있다.
5) 제안식의 효용성을 검증하기 위하여 콘크리트구조학회기준(2017)에서 허용하는 재료강도 범위에서 제안식과 기존식을 비교한 결과, 동일조건에서 제안식으로 산정된 압축정착길이가 기존 압축을 받는 철근의 정착길이 설계식보다 짧은 길이로 산정되었다. 또한 항복강도가 600MPa인 철근의 경우, 콘크리트 압축강도가 증가할수록 정착길이를 보다 짧게 할 수 있다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구의 배경 및 목적 11.1.1 압축정착에 관한 연구의 부족 11.1.2 고강도 재료의 압축정착 성능 검증 11.1.3 반복하중에 대한 안전성 향상 11.2 연구 범위 및 방법 3제 2 장 문헌 연구 42.1 국내·외 설계기준 42.1.1 국내 압축정착 설계기준 42.1.2 국외 압축정착 설계기준 62.2 인장정착에 관한 기존연구 72.2.1 Marques and Jirsa (1975) 72.2.2 Soroushinan et al. (1988) 82.2.3 Chun et al. (2017) 8제 3 장 외부 보-기둥 접합부 압축정착 실험계획 93.1 실험변수 93.1.1 정착상세 93.1.2 묻힘길이 103.1.3 측면피복두께 103.1.4 기둥 횡보강철근의 영향 103.1.5 후면피복두께 113.2 실험체 설계 133.3 실험체 제작 및 계측 계획 153.4 실험방법 16제 4 장 실험결과 184.1 재료실험결과 184.1.1 콘크리트 재료실험결과 184.1.2 철근 재료실험결과 194.2 파괴유형 204.3 철근의 정착강도발현 254.3.1 정착강도 274.3.2 부착에 의해 발현된 철근응력 284.3.3 지압에 의해 발현된 철근응력 28제 5 장 실험결과 분석 305.1 압축정착의 영향인자 305.1.1 정착상세 305.1.2 묻힘길이 315.1.3 측면피복두께 325.1.4 기둥 횡보강철근 335.1.5 후면피복두께 345.1.6 콘크리트 압축강도 355.2 기존식과 비교 365.2.1 정착강도 365.2.2 부착강도 385.2.3 지압강도 425.3 소결 44제 6 장 압축정착길이 설계식 개발 466.1 압축정착 영향인자 평가 476.1.1 콘크리트 압축강도의 영향 476.1.2 묻힘길이의 영향 476.1.3 측면피복두께의 영향 496.1.4 후면피복두께의 영향 506.1.5 기둥 횡보강철근의 영향 516.2 평균 압축정착강도 평가식 526.3 압축정착길이 설계식 546.3.1 인장을 받는 표준갈고리 정착길이 설계식과 비교 566.3.2 압축을 받는 철근 정착길이 설계식과 비교 57제 7 장 압축정착길이 제안식의 실험적 검증 587.1 실험체 설계 587.2 실험 및 계측계획 637.2 실험결과 637.3.1 재료시험 결과 477.3.2 실험체 파괴유형 677.3.3 반복하중에 대한 거동 68제 8 장 결 론 71참고문헌 73ABSTRACT 75감사의 글 78부 록A 80부 록B 95
최근 본 자료
댓글(0)
0