철골연결재 및 고인성섬유복합체를 이용한 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 접합부의 구조성능 평가

Abstract

프리캐스트 콘크리트(PC) 구조는 공기단축, 비용절감, 고품질 등의 효과를 얻기 위한 실용적인 수단으로 널리 이용되어 왔다. 뿐만 아니라 건설폐기물의 절감을 가능하게 한다. 그러나 연결부위에 대한 시공성 및 경제성 확보의 어려움과 설계지침의 미비로 인하여 지진지역에서의 적용을 보다 원활하게 하기 위해서는 프리캐스트 부재간의 접합부에 대한 시공성의 개발을 필요로 하며, 개발된 접합부 상세에 대한 내력과 연성능력의 검증이 뒷받침되어야 한다.

본 연구에서는 사회적인 요구를 만족시킬 수 있는 구조시스템을 개발하고자 PC 보-기둥 접합부 상세를 복합구조로 하여 PC의 장점인 시공성과 경제성을 향상시키는 구조로 개발하였다. 이 상세는 기둥 속에 매립된 각형강관과 보 U형 단부를 갖는 보 단부에 매립된 플레이트를 볼트로 결합시킬 수 있는 구조로 되어있다. 게다가 하이브리드 스틸-콘크리트 접합합부에 앞서 콘크리트가 조기에 파괴되는 것을 막기 위하여 접합부 부분에 ECC(Engineered Cementations Composite)를 사용하였다.

개발된 PC접합부 상세에 대한 성능을 검증하기 위하여 보-기둥 내부 접합부 실험체를 계획하였으며 이에 대한 내진 성능 실험을 실시하고 내력 및 구조성능을 평가한 후 실제 적용시 구조설계 방법에 대한 기초 자료를 제시하고자 한다.

내부 접합부에 있어서는 접합부 현장타설 범위와 휨강도 비를 변수로 RC 실험체 1개와 PC 실험체 2개의 총 3개의 실험체를 제작하였다. 실험은 기둥에 일정 축력을 가한 상태에서 PC기둥 단부에 엑츄에이터를 설치하여 변위제어로써 반복가력 하여 실시하였다. 실험으로부터 접합부의 거동, 균열 및 파괴상황, 기둥코와 내․ 외부 주근의 변형률, 접합부 전단변형각 등의 비교․ 분석하였으며 ACI 구조성능 평가방법에 따라 접합부의 성능을 평가하였다.

본 논문은 총 6장으로 구성되어 있으며, 제 1장은 서론, 제 2장은 기존연구, 제 3장은 보-기둥 접합부 실험 및 결과분석, 제 4장은 결론 등으로 나누어 기술하였으며, 각 장의 내용을 간략히 요약하면 다음과 같다.

제 1장에서는 연구의 배경 및 목적과 연구의 내용 및 범위를 명시하였다.

제 2장에서는 기존에 국내․ 외에서 시행된 연구 내용과 제안된 설계식을 소개하고 본 연구에서 제안하는 보-기둥 접합부의 개요 및 시공방법에 대하여 설명하였다.

제 3장에서는 실험체 계획과 제작과정, 실험기기와 가력방법 측정방법을 기술하였으며 실험결과를 각 실험체 변수별로 비교하여, 연성비, 에너지소산능력 평가, 변형률, 구조성능평가를 확인 분석하였다.

제 4장에서는 이상과 같은 실험․ 분석을 통하여 얻은 결론을 기술하였다.