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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김지상
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 서경대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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현대까지 콘크리트는 건설재료로써 가장 많이 이용되고 있으나, 강도 대비 높은 자중과 낮은 인장강도는 문제가 된다. 따라서 보통 콘크리트의 강도 및 내구성과 연성 및 인성의 성능을 향상시킨 초고성능 콘크리트인 UHPC(Ultra High Performace concrete)의 연구가 국내외적으로 활발히 진행되고 있다.
프리텐션 PSC 구조물은 PS 강재와 콘크리트 사이의 부착이 긴장력 도입에 있어서 중요한 역할을 하므로 PSC를 구조물에 적용하기 위해서는 콘크리트면의 부착거동과 PS 강재로부터 콘크리트로의 응력 전달 특성에 대한 명확한 구명이 선행되어야 한다. ACI, Eurocode2, 콘크리트구조기준 등 각국의 설계기준에서 제시하는 응력전달길이 산정식은 40MPa 미만의 압축강도를 가지고 50mm이상의 피복두께를 갖는 보통 콘크리트에 대한 식으로 대부분 압축강도를 60MPa이하로 제한하고 있다. 120∼180MPa의 압축강도를 가지는 UHPC와 80, 100MPa의 압축강도를 가지는 HSC는 현행 설계기준의 강도 규정을 훨씬 웃돌기 때문에 현재 설계기준을 UHPC와 HSC에 적용할 경우 보수적이고 비경제적인 설계가 이루어질 것으로 예상된다. 따라서 UHPC를 이용한 구조물을 설계하기 위해서는 기존의 전달길이에 대한 산정식의 적용가능성 여부와 UHPC와 PS 강재의 합리적인 응력전달특성 평가가 반드시 필요하다.
이 연구에서는 UHPC와 PS 강재의 응력전달특성을 파악하기 위해 전달길이에 영향을 미치는 콘크리트의 압축강도, 피복두께, 인장력, PS 강재의 지름 등을 주변수로 하여 프리텐션 부재에 대하여 응력전달특성 평가실험을 수행하였다. 실험 결과를 토대로 UHPC와 HSC의 전달길이에 대한 변수들의 영향을 파악하였고, 현행설계기준 및 기존의 전달길이에 관한 식에 적용성을 검토하였다. 이 실험의 결과에 의하면 현행설계기준과 기존의 식들을 UHPC와 HSC에 적용할 경우 전달길이를 과대평가하였다. 또한 UHPC의 실험에 대한 검증을 위해 유한요소해석을 실시하여 UHPC의 전달길이를 파악하여 실제 실험값과 비교를 하였다.
현행설계기준으로는 UHPC의 합리적인 응력전달특성 파악이 어려울 것으로 판단하여 UHPC의 전달길이의 산정식을 제안하였다. 이를 통해 UHPC의 전달길이를 합리적으로 산정할 수 있는 방법을 제시하였으며, 기존의 식에 비해 응력전달특성 및 전달길이를 합리적으로 평가할 수 있다고 판단된다.
프리텐션 PSC 구조물은 PS 강재와 콘크리트 사이의 부착이 긴장력 도입에 있어서 중요한 역할을 하므로 PSC를 구조물에 적용하기 위해서는 콘크리트면의 부착거동과 PS 강재로부터 콘크리트로의 응력 전달 특성에 대한 명확한 구명이 선행되어야 한다. ACI, Eurocode2, 콘크리트구조기준 등 각국의 설계기준에서 제시하는 응력전달길이 산정식은 40MPa 미만의 압축강도를 가지고 50mm이상의 피복두께를 갖는 보통 콘크리트에 대한 식으로 대부분 압축강도를 60MPa이하로 제한하고 있다. 120∼180MPa의 압축강도를 가지는 UHPC와 80, 100MPa의 압축강도를 가지는 HSC는 현행 설계기준의 강도 규정을 훨씬 웃돌기 때문에 현재 설계기준을 UHPC와 HSC에 적용할 경우 보수적이고 비경제적인 설계가 이루어질 것으로 예상된다. 따라서 UHPC를 이용한 구조물을 설계하기 위해서는 기존의 전달길이에 대한 산정식의 적용가능성 여부와 UHPC와 PS 강재의 합리적인 응력전달특성 평가가 반드시 필요하다.
이 연구에서는 UHPC와 PS 강재의 응력전달특성을 파악하기 위해 전달길이에 영향을 미치는 콘크리트의 압축강도, 피복두께, 인장력, PS 강재의 지름 등을 주변수로 하여 프리텐션 부재에 대하여 응력전달특성 평가실험을 수행하였다. 실험 결과를 토대로 UHPC와 HSC의 전달길이에 대한 변수들의 영향을 파악하였고, 현행설계기준 및 기존의 전달길이에 관한 식에 적용성을 검토하였다. 이 실험의 결과에 의하면 현행설계기준과 기존의 식들을 UHPC와 HSC에 적용할 경우 전달길이를 과대평가하였다. 또한 UHPC의 실험에 대한 검증을 위해 유한요소해석을 실시하여 UHPC의 전달길이를 파악하여 실제 실험값과 비교를 하였다.
현행설계기준으로는 UHPC의 합리적인 응력전달특성 파악이 어려울 것으로 판단하여 UHPC의 전달길이의 산정식을 제안하였다. 이를 통해 UHPC의 전달길이를 합리적으로 산정할 수 있는 방법을 제시하였으며, 기존의 식에 비해 응력전달특성 및 전달길이를 합리적으로 평가할 수 있다고 판단된다.
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