Young-Hun Oh

본 연구는 압출성형에 의해서 제작된 중공슬래브의 전단강도를 평가하기 위하여 총 21개의 실험체를 대상으로 복부전단 및 휨전단 강도를 평가하는 실험을 진행하였다. 연구 대상 슬래브는 PC-HCS의 높이 200 mm, 320 mm, 350 mm, 400 mm, 500 mm를 대상으로 하였다. 실험체는 PC-HCS 높이에 따라 덧침콘크리트, 전단보강철근, 파괴모드 등을 변수로 선정하여 4가지 종류(TM-1, TM-3, TM-4, TM-5)의 실험방법을 적용하였다. 실험결과는 KDS 설계강도에 대한 강도비를 분석하였으며, 전단보강이 없는 복부전단 실험체(TM-1, TM-3)들은 공칭강도 대비 1.0 이상의 강도비를 보였다. 그러나, 전단보강철근이 있는 복부전단 실험체(TM-4)는 공칭강도 대비 1.0 이하의 강도비를 보였다. 반면에 휨전단 실험체(TM-5)의 전단강도 평가식에 대한 강도비는 상당히 높은 강도비 분포를 보이면서 휨파괴에 가까운 파괴모드를 보였다. 이러한 분석결과에 의하면 전단보강철근의 복부전단강도 기여도는 설계기준 보다 낮게 평가할 필요가 있으며, 휨전단에 대한 강도평가 방법은 보수적인 결과를 보인 것으로 판단된다. 아울러 복부전단 파괴는 지지점 부근에서 발생하게 되므로, 강연선 슬립이 과다하게 발생하지 않도록 제작하는 것이 중요한 것으로 나타났다.

This study investigates experiments and analyses related to the use of strand lifting loops for handling precast concrete members. To this end, a total of 24 specimens were prepared, with variables including edge distance, lifting angle, and embedment depth. A finite element analysis of the experimental conditions was conducted to validate the experimental method. In the experiments, each specimen was independently manufactured and tested under individually applied loads. The experimental results were analyzed in terms of the failure modes and strengths of the specimens with respect to the key variables. The results revealed that the failure modes of the specimens could be categorized into concrete splitting failure, concrete breakout failure, and strand tensile rupture, all of which were closely related to the influencing factor, embedment depth divided by edge distance. Based on the experimental results, modification factors for the design of strand lifting loops are proposed. The findings indicate that the predicted strengths, obtained by applying these modification factors to the anchor design equations from ACI 318, effectively reflect the effects of the key variables.

본 연구는 PC 모멘트저항골조로 구성될 수 있는 고층 공동주택 구조물의 내진성능에 관한 것이다. 달성하고자 하는 목표는 건식접합의 PC 골조가 PC 중간모멘트골조의 성능을 가지도록 하는 것이다. 이를 위하여 연구는 PC 보 하부 철근을 기둥에 연결할 수 있는 철골 브라켓형 연결기구를 개발하였고, 실험 및 해석적 연구를 통하여 그 성능을 평가하는 방법으로 연구를 진행하였다. 실험을 통한 연구는 두 단계로 나누어 진행하였다. 첫 단계에서는 철근의 기계적 이음에 관한 KS D 0249에 따라 연결기구에 대한 성능평가를 실시하였고, 두 번째 단계에서는 PC 구조체에 대한 3개의 실물 스케일 실험체를 제작하여 실험 연구를 실시하였다. 구조실험은 KDS의 내진설계 기준(안)에서 요구하는 성능조건을 만족하는지 평가하는 방법으로 실시하였다. 실험연구에 병행하여 비선형 해석과 ASCE/SEI-41에 의한 성능평가를 실시하여 실험결과를 분석하였다. 이상과 같은 분석 결과 본 연구 대상인 PC 공동주택 골조의 보-기둥 건식접합부는 PC 중간모멘트 골조로서의 내진성능을 가질 수 있음을 보였다.

본 연구는 WBS-II 공법의 보-기둥 접합부에 대한 실험에 관한 것이다. PC 구조에서 공기단축 및 경제성 확보를 위한 WBS-II 공법은 광폭보를 사용하면서 보-기둥 접합부를 건식화하는 공법이다. 실험연구를 위한 주요 변수로는 판넬존 형상, 보하부철근의 종류 및 배근 방법, 띠철근 양 등으로 하였다. A, B, C 형으로 구분되는 총 5개의 실험체에 대한 실험과 함께 비선형 해석을 수행했다. A형은 전체 건식, B형과 C형은 부분 건식 실험체이나 부분 건식도 보 하부철근의 기둥 관통을 위한 공간을 제외하고는 상하 기둥은 건식으로 접합되는 구조이다. B형과 C형은 보 하부철근의 종류를 변수로 가지며, 추가적으로 띠철근의 양도 실험변수에 포함했다. 이러한 연구 결과 WBS-II 골조시스템은 설계기준에서의 중간모멘트골조에 대한 요구조건을 만족하는 성능을 보였다. 전체 건식보다는 부분 건식을 채택하여, 보의 하부철근이 기둥을 관통하게 하여 기둥-보 사이의 일체성을 달성하도록 하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 또한 보 하부철근은 높은 항복강도의 철근 보다는 낮은 강도 철근을 사용함으로써 부착응력이 크게 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다고 판단되었다.

본 연구에서는 PC 구조를 고하중 장경간의 구조물에 효율적으로 적용하기 위한 HWG 공법의 광폭보-기둥 접합부를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. HWG 공법에 의한 모멘트 골조의 구조적 거동은 기둥-보 휨강도비, 보 주철근의 배근 방법 등에 의해 영향을 받기 때문에 이러한 변수를 대상으로 실험연구를 수행하였다. 보-기둥 접합부 실험체의 이력거동은 설계기준, 비선형 구조해석 및 성능기반설계의 관점에서 내진성능을 평가하였다. 모든 실험체는 공칭강도를 상회하는 최대강도를 발휘하였으며, 변위각 3~4 %의 큰 변형상태까지 보유강도 확보 능력과 안정정인 강성 변화 및 에너지 소산능력을 보여주었다. 이러한 실험체의 이력거동은 비선형 푸시오버 해석과 성능기반 평가법에 의한 구조성능과 비교하였을 때 현장타설 공법 대비 동등 이상의 성능을 나타내었다.

본 연구는 나선형 횡보강 타이를 이용하여 보강된 경계요소를 가진 특수구조벽체의 성능평가에 관한 것이다. 연구에서는 구조실험을 수행하고, 실험결과에 대한 구조성능평가, 내진성능평가, 성능기반평가를 수행하였다. 총 3개의 실험체는 나선형 횡보강 타이의 배근 방법, 축력의 크기, 경계요소의 길이를 주요 변수로 계획하였으며, 실험체 크기 및 가력조건 등은 기존 연구에서 수행한 특수전단벽의 실험결과와 비교가 가능하도록 계획하였다. 실험체의 구조성능은 KDS, 특수구조벽체로서의 내진성능은 NEHRP(2003), 성능기반평가는 ACI 374.2R, ACI 374.3R 등을 사용하여 평가하였다. 이상과 같은 분석을 통하여 콘크리트 특수구조벽체의 경계요소를 나선형 횡보강 타이로 보강하였을 때 우수한 성능 결과를 보일 수 있다는 결론을 얻었다.

본 연구는 PC 중공 슬래브(HCS)의 복부전단강도에 대한 덧침 콘크리트와 전단보강철근의 효과를 분석한 것이다. 이를 위하여 기존 연구의 실험결과 중에서 연구 주제에 부합하는 실험체들을 재구성하여 분석하였다. 선정된 총 18개의 실험체는 9개의 T_320(PC HCS의 두께 320 mm) 시리즈와 9개의 T_400(PC HCS의 두께 400 mm) 시리즈로 구분된다. 각 시리즈는 다시 세 타입(G1~G3)으로 세분하였다. G1 타입은 덧침 콘크리트가 없는 실험체(PC HCS), G2 타입은 덧침 콘크리트만 있고 전단보강근이 없는 실험체(무보강 합성 HCS), G3 타입은 덧침 콘크리트와 전단보강근이 있는 실험체(보강 합성 HCS)들이다. 실험결과 G2 및 G3 타입의 실험체들은 설계기준의 가정과는 다른 파괴모드를 보이면서 파괴될 수 있는 것으로 나타났다. PC HCS에 발생한 사인장 균열이 덧침 콘크리트까지 이어지지 않고, PC HCS와 덧침 콘크리트 사이의 경계면에서 분리되는 파괴 양상을 보였다. 역학적 분석을 통하여 PC HCS와 덧침 콘크리트 사이의 경계면에서 발생할 수 있는 경계면 분리의 가능성을 고려하여 설계하여야 함을 보였다. 특히 보강 합성 HCS(G3 타입)에서 전단보강철근이 충분한 강도를 발현할 수 있도록 하기 위해서는 사인장 균열뿐 아니라 경계면 분리 방지를 위한 보강철근이 추가로 배치되어야 함을 결론으로 도출하였다.

In a precast concrete (PC) composite beam, the horizontal interface between the PC beam and the cast-in-place (CIP) slab is located either on the compression side or on the tensile side of the cross-section. If the CIP slab is on the compression side, it becomes C-type interface, and if it is on the tensile side, it becomes T-type interface. Tensile cracks in the CIP slab may cause the horizontal shear strength of composite beams to decrease because of the reduced anchorage performance of shear reinforcements as well as the sliding on the interface. Such a tendency can be found from previous test results of specimens having T-type interface. In this study, the results of the push-off test and the beam flexure test were collected and analyzed to evaluate effects on the horizontal shear strength depending on the interface conditions, such as the interface location, surface roughness, concrete compressive strength, and clamping stress by shear connectors. The horizontal shear strength equations of ACI, PCI, AASHTO LRFD, and MC 2010 were evaluated with a database composed of 84 push-off tests and 95 beam tests from previous studies. According to the evaluation, evaluation results show that the design codes predict the horizontal shear strength conservatively for conditions other than the interface location. The horizontal shear strength deviated largely depending on the interface locations. The design codes conservatively estimate the horizontal shear strength for C-type interface, but the horizontal shear strength of T-type interface is overestimated. Based on current studies, it is recommended to use a friction coefficient of 0.7 as MC 2010 when calculating the horizontal shear strength of a composite beam with roughened T-type interface.