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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 노병철
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 상지대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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프리스트레스트 콘크리트는 프리스트레싱 방법에 따라 포스트텐션 방식과 프리텐션 방식으로 구분할 수 있다. 이 중 포스트텐션 방식의 정착구는 프리스트레스 힘을 부재에 전달하는 역할과 프리스트레스 힘에 의해서 발생되는 응력을 부재에 분포시키는 역할을 한다. 특히, 건설 구조물에 널리 적용되고 있는 포스트텐션 부재에 이를 적용하는 경우, 프리스트레스 힘에 의하여 정착구역에는 응력집중현상이 발생하며, 원활한 하중 전달을 위한 포스트텐션용 정착구는 일반적으로 사각형 정착판을 가진 정착구를 사용하고 있다.
최근에 구조물이 장대화 추세에 있으며, 고강도 강재 및 콘크리트 개발로 구조물의 단면을 감소시킬 수 있음에 따라, 원활한 하중전달의 대안으로, 원형 정착구의 사용이 제시되고 있다.
원형 정착구는 기존 사각형 정착구에 비하여 단면이 작기 때문에 발생하는 응력 및 하중전달은 사각형 정착구와 다소 상이하므로, 원형 정착구의 하중전달에 대한 연구가 필요한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 원형 정착구의 하중전달 분석을 위해 ETAG013에 의한 하중전달실험을 수행하였으며, 이론적인 하중전달 분석을 위해 모델링 조건을 달리하여 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 하중전달실험과 유한요소분석을 통해 하중전달 흐름을 가장 적합하게 표현할 수 있는 수치해석모델을 선정하였고, 사각형 정착구와 원형 정착구의 형상에 의한 응력분포와 원형 정착구의 크기에 따른 응력분포를 분석하였다. 또한, 원형 정착구에 설치된 리브에 의한 응력감소효과를 분석하였으며, 이를 사각형 정착구와 비교?분석하였다.
그 결과 연구대상인 원형 정착구 하중전달시편의 파괴는 강연선 극한하중의 110 % 이상에서 파괴되어 안전성을 확인하였고, 수평 및 수직 변형률의 반복구간 분석을 통해 안정성을 확인하였다. 원형 정착구와 사각형 정착구의 주요 응력에 대한 비교?분석결과 원형 정착구가 파열 및 지압응력이 다소 높게 나타났으나, 리브를 설치할 경우 이를 보완할 수 있었다.
최근에 구조물이 장대화 추세에 있으며, 고강도 강재 및 콘크리트 개발로 구조물의 단면을 감소시킬 수 있음에 따라, 원활한 하중전달의 대안으로, 원형 정착구의 사용이 제시되고 있다.
원형 정착구는 기존 사각형 정착구에 비하여 단면이 작기 때문에 발생하는 응력 및 하중전달은 사각형 정착구와 다소 상이하므로, 원형 정착구의 하중전달에 대한 연구가 필요한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 원형 정착구의 하중전달 분석을 위해 ETAG013에 의한 하중전달실험을 수행하였으며, 이론적인 하중전달 분석을 위해 모델링 조건을 달리하여 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 하중전달실험과 유한요소분석을 통해 하중전달 흐름을 가장 적합하게 표현할 수 있는 수치해석모델을 선정하였고, 사각형 정착구와 원형 정착구의 형상에 의한 응력분포와 원형 정착구의 크기에 따른 응력분포를 분석하였다. 또한, 원형 정착구에 설치된 리브에 의한 응력감소효과를 분석하였으며, 이를 사각형 정착구와 비교?분석하였다.
그 결과 연구대상인 원형 정착구 하중전달시편의 파괴는 강연선 극한하중의 110 % 이상에서 파괴되어 안전성을 확인하였고, 수평 및 수직 변형률의 반복구간 분석을 통해 안정성을 확인하였다. 원형 정착구와 사각형 정착구의 주요 응력에 대한 비교?분석결과 원형 정착구가 파열 및 지압응력이 다소 높게 나타났으나, 리브를 설치할 경우 이를 보완할 수 있었다.
목차
차 례 ⅰ표 차 례 ⅳ그 림 차 례 ⅵ사 용 기 호 ⅹ국 문 요 약 ?제 1 장 서 론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 연구동향 31.3 연구범위 및 제한사항 81.4 연구방법 10제 2 장 정착구역의 응력교란 및 이론적 배경 122.1 정착구역의 응력교란 122.1.1 파열응력 152.1.2 지압응력 182.1.3 할렬응력 222.2 정착구역 해석이론 232.2.1 선형해석이론 242.2.2 스트럿-타이 모델을 이용한 해석이론 252.2.3 유한요소법을 이용한 정착구역 해석이론 302.3 정착구역 보강 이론 392.3.1 Stone과 Breen의 파열응력 해석법 392.3.2 Stone의 나선보강 설계법 41제 3 장 원형 정착구의 하중전달실험 및 수치해석 433.1 원형 정착구의 하중전달실험 방법 433.1.1 하중전달실험 기준 433.1.2 하중전달실험 방법 463.1.3 실험 결과 및 분석 543.2 원형 정착구의 수치해석 683.2.1 수치해석 모델 683.2.2 해석결과 및 분석 71제 4 장 수치해석 모델을 이용한 원형 정착구의 거동분석 824.1 정착구 형상에 따른 거동 분석 824.1.1 원형 및 사각형 정착구의 하중-변위 관계 분석 834.1.2 원형 및 사각형 정착구의 수평 변형률 854.1.3 원형 및 사각형 정착구의 수직 변형률 874.1.4 원형 및 사각형 정착구 정착판의 응력분포 904.2 리브에 의한 응력감소 효과 분석 934.2.1 리브에 의한 정착구 변위 944.2.2 리브 수량에 따른 수평 변형률 964.2.3 리브 수량에 따른 수직 변형률 98제 5 장 원형 정착구의 하중전달메커니즘 분석 1005.1 원형 정착구의 하중전달성능 1005.1.1 파괴시의 정착구 형상 1005.1.2 하중전달시편의 최대하중 1015.1.3 변형률에 의한 안정성 분석 1025.2 원형 정착구의 파열력 산정식 제안 1045.3 파열응력에 대한 스터럽 보강 제안 108제 6 장 결 론 112참 고 문 헌 114ABSTRACT 126
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