비긴장강연선과 철근이 혼용된 보의 설계방안

Abstract

대상 비긴장 강연선을 사용한 접합부 일체형 PC 보-기둥 시스템은 지하 2개층 기둥이 한절로 구성되며 보가 접합되는 기둥면 상하부에 관통홀을 설치하여 인장을 가하지 않은 비부착 강연선을 배근하는 상세를 가지고 있다. 대상 접합부 시스템의 구조성능을 규명하고 휨부재에서 비긴장강연선이 철근과 혼용배근 될 때 구조보강재로서 강도와 강성을 평가하기 위한 단순보 휨성능과 보-기둥 접합부의 부모멘트 저항성능에 대한 실험적 연구로, 비긴장강연선을 사용한 PC 보-기둥 접합시스템의 구조성능평가(조민주, 2013), 비긴장강연선의 정착실험(Noh, 2012) 및 단순보 휨실험, 보-기둥 접합부의 부모멘트 저항성능에 대한 실험(Noh, 2012)이 수행된바 있다. 선행된 대상 보-기둥 접합부 시스템의 철근과 비긴장강연선이 혼용배근된 휨실험의 고찰로부터, 하중 전구간에서 비긴장강연선이 구조보강재로서 예상 강도와 강성을 발현하고 있음이 확인되었으며, 처짐검토에서 이론식의 적용은 철근이 항복하기 이전으로 제한되어야 하며 사용하중을 고려하여 비긴장강연선의 보강비율이 제한되어야 하는 것으로 나타났다. 또한 비긴장강연선의 정착실험에서 콘크리트 부착응력이 철근대비 70%로 제안되었다. 따라서 본 연구에서는 비긴장강연선을 철근과 혼용배근하여 휨부재에서 구조보강재로 사용할 경우 철근과 비긴장강연선의 상이한 항복강도를 고려한 설계방법을 제안하였다. 또한 설계기준의 처짐식이 철근항복이전까지만 일치함에 따라 사용하중을 고려한 비긴장강연선의 배근비율 산정식을 제안하였다. 철근과 비긴장강연선의 상이한 콘크리트 부착특성과 단면에 배근된 각각의 지름을 고려하여 균열폭 산정식을 제안하였다. 고강도 보강재의 사용에 대한 국내외 개발과 적용상황 및 기존연구 결과를 고려하여 비긴장강연선의 설계항복강도를 700로 제안하고, 타당성을 판단하였다.