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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 최병정
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 경기대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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본 연구는 강판콘크리트 구조의 이질접합부 설계기준의 내용 중 두께가 다른 연직 강판콘크리트 벽체의 수평면 접합부와 강판콘크리트 벽체와 철근콘크리트 벽체의 베이스플레이트형 접합부의 실증실험 연구이다.
강판콘크리트(Steel Plate Concrete, SC)구조는 원전구조물의 벽체에 적용시키기 위해 개발된 구조시스템으로 기존의 철근콘크리트 구조형식에서 철근과 거푸집을 외부강판으로 대체하고 강판 양측에 스터드 또는 H형강 리브를 부착한 뒤 내부공간에 콘크리트를 타설하여 강판과 콘크리트를 일체화한 구조시스템으로 공기단축에 있어 유리하다.
공기단축에서 유리한 SC구조를 원전에 적용하기 위해서는 기존의 RC벽 또는 SC슬래브와 같은 이질부재와의 연결이 필수적이다. 하지만 현재 강판콘크리트 구조 설계기준에는 이질부재간의 접합부에 대한 설계에 있어 참조기준이나 설계지침이 없는 상태이고 이를 보완하기 위하여 지침(안)을 마련하였지만, 안전성이 요구되는 원전벽체에 실증 실험 없이 기준을 그대로 적용하기에는 무리가 있다.
따라서 본 연구에서는 SC구조의 두께가 다른 연직 강판콘크리트 벽체의 수평면 접합부와 강판콘크리트 벽체와 철근콘크리트 벽체의 베이스플레이트형 접합부의 전강도 설계에 따른 휨성능 및 접합부의 안전성을 평가하는데 목적이 있다.
두께가 다른 연직 강판콘크리트 벽체의 수평면 접합부 휨 및 전단실험 결과 변단면이 발생하는 접합부의 휨내력은 현행 설계기준을 잘 만족하고 있음을 확인하였고, 변단면에 대한 전단내력의 검토결과 약 31%의 안전률을 확인 하였다. 또한 변단구간의 절곡단면부에서 큰 응력이 집중되는 것으로 나타났으므로 이를 보완하기 위하여 타이철근을 보강하는 방안을 제시하였다.
강판콘크리트 벽체와 철근콘크리트 벽체의 베이스플레이트형 접합부의 휨실험 결과 실험체의 최대하중이 일반형 및 개선형 실험체 모두 예상하중 대비 약 15∼17%로 높게 나타났다. 또한 기계적 정착이음부에 대한 일반형과 개선형 휨실험체의 파괴양상은 공통적으로 RC의 압축부의 콘크리트 압괴와 인장측 휨균열 양상을 확인했으며 SC부에서의 콘크리트의 파괴는 미미하였다.
따라서 두께가 다른 연직 강판콘크리트 벽체의 수평면 접합부와 강판콘크리트 벽체와 철근콘크리트 벽체의 베이스플레이트형 접합부에 대한 이질접합부 설계기준(안)은 안정성 측면에서는 문제가 없는 것으로 나타났다.
강판콘크리트(Steel Plate Concrete, SC)구조는 원전구조물의 벽체에 적용시키기 위해 개발된 구조시스템으로 기존의 철근콘크리트 구조형식에서 철근과 거푸집을 외부강판으로 대체하고 강판 양측에 스터드 또는 H형강 리브를 부착한 뒤 내부공간에 콘크리트를 타설하여 강판과 콘크리트를 일체화한 구조시스템으로 공기단축에 있어 유리하다.
공기단축에서 유리한 SC구조를 원전에 적용하기 위해서는 기존의 RC벽 또는 SC슬래브와 같은 이질부재와의 연결이 필수적이다. 하지만 현재 강판콘크리트 구조 설계기준에는 이질부재간의 접합부에 대한 설계에 있어 참조기준이나 설계지침이 없는 상태이고 이를 보완하기 위하여 지침(안)을 마련하였지만, 안전성이 요구되는 원전벽체에 실증 실험 없이 기준을 그대로 적용하기에는 무리가 있다.
따라서 본 연구에서는 SC구조의 두께가 다른 연직 강판콘크리트 벽체의 수평면 접합부와 강판콘크리트 벽체와 철근콘크리트 벽체의 베이스플레이트형 접합부의 전강도 설계에 따른 휨성능 및 접합부의 안전성을 평가하는데 목적이 있다.
두께가 다른 연직 강판콘크리트 벽체의 수평면 접합부 휨 및 전단실험 결과 변단면이 발생하는 접합부의 휨내력은 현행 설계기준을 잘 만족하고 있음을 확인하였고, 변단면에 대한 전단내력의 검토결과 약 31%의 안전률을 확인 하였다. 또한 변단구간의 절곡단면부에서 큰 응력이 집중되는 것으로 나타났으므로 이를 보완하기 위하여 타이철근을 보강하는 방안을 제시하였다.
강판콘크리트 벽체와 철근콘크리트 벽체의 베이스플레이트형 접합부의 휨실험 결과 실험체의 최대하중이 일반형 및 개선형 실험체 모두 예상하중 대비 약 15∼17%로 높게 나타났다. 또한 기계적 정착이음부에 대한 일반형과 개선형 휨실험체의 파괴양상은 공통적으로 RC의 압축부의 콘크리트 압괴와 인장측 휨균열 양상을 확인했으며 SC부에서의 콘크리트의 파괴는 미미하였다.
따라서 두께가 다른 연직 강판콘크리트 벽체의 수평면 접합부와 강판콘크리트 벽체와 철근콘크리트 벽체의 베이스플레이트형 접합부에 대한 이질접합부 설계기준(안)은 안정성 측면에서는 문제가 없는 것으로 나타났다.
목차
제 1 장 서 론 11.1. 연구의 배경 및 목적 11.2. 연구의 중요성 31.3. 연구의 내용 및 범위 4제 2 장 기존연구 및 이질접합부 설계기준 72.1. 개요 72.2. SC구조의 이질접합부 특성 및 분류 72.3. 기존연구 102.4. 이질접합부 설계기준 172.4.1. 일반사항 172.4.2. 두께가 다른 연직 강판콘크리트 벽체의 수평면 접합 232.4.3. 강판콘크리트 벽체와 철근콘크리트 벽체의 베이스플레이트형 접합 25제 3 장 두께가 다른 기하학적 불연속 벽체의 타이형강 접합부 휨 및 전단실험 303.1. 실험체 개요 303.1.1. 휨실험체 313.1.2. 전단실험체 333.2. 실험체 설계 353.2.1. 휨실험체 설계 363.2.2. 전단실험체 설계 393.3. 가력 및 측정방법 423.3.1. 휨실험체 423.3.2. 전단실험체 433.4. 재료시험 결과 443.5. 하중-변위 및 파괴양상 463.5.1. 휨실험체 463.5.2. 전단실험체 483.6. 응력분포 양상 503.6.1. 휨실험체 503.6.2. 전단실험체 553.7. 타이철근 단면적 산정 593.8. 타이철근 설치에 관한 기준 633.9. 소결 64제 4 장 이질재료를 갖는 불연속 벽체의 베이스플레이트형 접합부 휨실험 654.1. 실험체 개요 664.2. 실험체 설계 684.3. 가력 및 측정방법 734.4. 재료시험결과 784.4.1. 강재 784.4.2. 콘크리트 814.5. 하중-변위 및 파괴양상 834.5.1. 일반형 휨실험체 834.5.2. 개선형 휨실험체 864.6. 응력분포 양상 894.6.1. 일반형 휨실험체 894.6.2. 개선형 휨실험체 1034.7. 유한요소해석 1164.8. 소결 127제 5 장 결 론 129참고문헌 131부록 134Abstract 156
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