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
- 박태원
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
이 논문의 연구 히스토리 (2)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
Half PC 공법이 적용된 벽체-슬래브 접합부는 슬래브의 철근이 벽체와 연속적으로 연결되지 못하기 때문에 접합부의 연결을 위해 슬래브의 단부에 보강철근이 배근 된다. 이때, 현행 콘크리트구조 설계기준상 표준갈고리를 갖는 이형철근(이하 ‘표준갈고리 철근’)과 확대머리 이형철근(이하 ‘확대머리 철근’)이 정착에 사용된다. 하지만, 표준갈고리 철근의 경우 정착길이 및 갈고리 길이를 확보하기 어렵고 확대머리 철근의 경우 정착판(확대머리)의 가공에 많은 비용이 들어 경제성이 좋지 않기 때문에 이를 대체할 수 있는 접합부 보강철근의 개발이 필요한 실정이다.
이에 표준갈고리 철근과 확대머리 철근을 대체하기 위하여 U 형상의 보조철근(‘이하 U형 보조철근’)을 가진 접합부 보강철근(이하 ‘U-Bar’)을 제안하였다. U-Bar의 U형 보조철근을 D10 철근으로 제작하면 정착길이를 확보할 수 있어 표준갈고리의 시공성을 개선할 수 있고, 확대머리 철근보다 가공에 비용이 적게들어 경제성을 확보할 수 있다. 또한, U형 보조철근이 콘크리트 구속효과를 확보할 수 있고 단면 저항면적이 넓어지므로 철근과 콘크리트 사이의 부착력을 확보할 수 있다.
제안한 U-Bar의 성능을 평가하기 위하여 철근의 형상(표준갈고리, 확대머리, U-Bar) 및 직경(D10, D16)을 변수로 한 2단계의 연구를 수행하였다. 첫 번째, 단순인발에 대한 3D 유한요소해석을 수행하여 변수별 인발하중 및 파괴모드를 예측한 후 해석과 동일한 내용의 단순인발실험을 수행하여 변수별 정착성능을 평가하였다. 또한, 해석 및 실험 결과를 비교하여 해석의 정확성을 검토하였다. 두 번째, PC 벽체-슬래브 접합부 Full-scale의 Cyclic loading 해석을 수행하여 변수별 접합부의 내력과 파괴모드를 예측한 후 해석과 동일한 내용의 실험을 수행하여 변수별 접합부의 구조성능을 평가하였다. 또한, 해석 및 실험 결과를 비교하여 해석의 정확성을 검토하였다.
단순인발실험 결과, D10 U-Bar의 경우 표준갈고리 철근 대비 약 111%, 확대머리 철근 대비 약 101%의 내력을 나타내어 충분한 정착성능을 확보한 것으로 나타났다. 하지만 D16 U-Bar의 경우 콘크리트가 파괴되며 철근이 제 내력을 나타내지 못했고, 표준갈고리 철근 대비 약 66%, 확대머리 철근 대비 약 82%의 내력을 나타내어 정착성능이 부족한 것으로 나타났다. 또한, 모든 실험체에서 해석 결과와 실험 결과의 내력 및 파괴모드가 유사하게 나타났다.
PC 벽체-슬래브 접합부 Full sacle 반복가력실험 결과, D10 U-Bar 실험체의 경우 표준갈고리 실험체 대비 약 94%, 확대머리 실험체 대비 약 100%의 내력을 나타내어 접합부가 충분한 구조성능을 확보한 것으로 나타났다. D16 실험체의 경우 모두 D10 실험체보다 낮은 내력을 나타내었으며, 표준갈고리 및 U-Bar 실험체는 RC 실험체보다 낮은 내력을 나타내어 기준을 만족하지 못하였다. 또한, D10 실험체의 경우 해석 결과와 실험 결과의 내력 및 파괴모드가 유사하게 나타났지만 D16 실험체의 경우 해석 결과와 실험 결과의 내력 및 거동이 다르게 나타났다.
이에 표준갈고리 철근과 확대머리 철근을 대체하기 위하여 U 형상의 보조철근(‘이하 U형 보조철근’)을 가진 접합부 보강철근(이하 ‘U-Bar’)을 제안하였다. U-Bar의 U형 보조철근을 D10 철근으로 제작하면 정착길이를 확보할 수 있어 표준갈고리의 시공성을 개선할 수 있고, 확대머리 철근보다 가공에 비용이 적게들어 경제성을 확보할 수 있다. 또한, U형 보조철근이 콘크리트 구속효과를 확보할 수 있고 단면 저항면적이 넓어지므로 철근과 콘크리트 사이의 부착력을 확보할 수 있다.
제안한 U-Bar의 성능을 평가하기 위하여 철근의 형상(표준갈고리, 확대머리, U-Bar) 및 직경(D10, D16)을 변수로 한 2단계의 연구를 수행하였다. 첫 번째, 단순인발에 대한 3D 유한요소해석을 수행하여 변수별 인발하중 및 파괴모드를 예측한 후 해석과 동일한 내용의 단순인발실험을 수행하여 변수별 정착성능을 평가하였다. 또한, 해석 및 실험 결과를 비교하여 해석의 정확성을 검토하였다. 두 번째, PC 벽체-슬래브 접합부 Full-scale의 Cyclic loading 해석을 수행하여 변수별 접합부의 내력과 파괴모드를 예측한 후 해석과 동일한 내용의 실험을 수행하여 변수별 접합부의 구조성능을 평가하였다. 또한, 해석 및 실험 결과를 비교하여 해석의 정확성을 검토하였다.
단순인발실험 결과, D10 U-Bar의 경우 표준갈고리 철근 대비 약 111%, 확대머리 철근 대비 약 101%의 내력을 나타내어 충분한 정착성능을 확보한 것으로 나타났다. 하지만 D16 U-Bar의 경우 콘크리트가 파괴되며 철근이 제 내력을 나타내지 못했고, 표준갈고리 철근 대비 약 66%, 확대머리 철근 대비 약 82%의 내력을 나타내어 정착성능이 부족한 것으로 나타났다. 또한, 모든 실험체에서 해석 결과와 실험 결과의 내력 및 파괴모드가 유사하게 나타났다.
PC 벽체-슬래브 접합부 Full sacle 반복가력실험 결과, D10 U-Bar 실험체의 경우 표준갈고리 실험체 대비 약 94%, 확대머리 실험체 대비 약 100%의 내력을 나타내어 접합부가 충분한 구조성능을 확보한 것으로 나타났다. D16 실험체의 경우 모두 D10 실험체보다 낮은 내력을 나타내었으며, 표준갈고리 및 U-Bar 실험체는 RC 실험체보다 낮은 내력을 나타내어 기준을 만족하지 못하였다. 또한, D10 실험체의 경우 해석 결과와 실험 결과의 내력 및 파괴모드가 유사하게 나타났지만 D16 실험체의 경우 해석 결과와 실험 결과의 내력 및 거동이 다르게 나타났다.
목차
Ⅰ. 서론 11.1 연구 배경 및 필요성 11.1.1 연구 배경 11.1.2 연구 필요성 41.2 연구 목적 및 방법 6Ⅱ. 철근의 정착 및 가공에 대한 고찰 72.1 철근의 정착 72.1.1 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근 72.1.2 확대머리 이형철근 92.2 철근 가공 112.2.1 표준갈고리 112.2.2 U-Bar 12Ⅲ. PC 벽체-슬래브 접합부 보강철근의 정착성능평가 133.1 단순인발에 대한 유한요소해석 133.1.1 모델링 133.1.2 콘크리트 재료 모델 143.1.3 콘크리트-철근 계면 정의 243.1.4 해석 결과 253.2 접합부 보강철근 단순인발실험 283.2.1 실험 계획 283.2.2 재료 시험 323.2.3 실험 방법 343.2.4 실험 결과 36Ⅳ. PC 벽체-슬래브 접합부의 구조성능평가 434.1 PC 벽체-슬래브 접합부 Cyclic 해석 434.1.1 모델링 434.1.2 해석 결과 454.2 PC 벽체-슬래브 접합부 반복가력실험 534.2.1 실험 계획 534.2.2 재료 시험 594.2.3 실험 방법 614.2.4 실험 결과 63Ⅴ. 결론 77참고문헌 79Abstract 81감사의 글 85
최근 본 자료
댓글(0)
0