철근콘크리트 및 포스트텐션 플랫 플레이트 슬래브 구조물의 거동해석을 위한 통합등가골조법 :Unified Equivalent Frame Method for Structural Behavior Analysis of Reinforced or Post-tensioned Flat Plate Slab Structures

최승호

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최승호 (서울시립대학교, 서울시립대학교 일반대학원)

지도교수: 김강수

발행연도: 2014

저작권: 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (4)

2016

철근콘크리트 및 포스트텐션 플랫플레이트의 유한요소해석

최승호 , 오재열 , 강현 외 3명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2016.05 학술대회자료

2014

확장된 등가골조법(UEFM)에 대한 평가

최승호 , 이득행 , 주현진 외 3명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2014.10 학술대회자료

무량판 구조물의 해석을 위한 등가골조법의 확장

최승호 , 이득행 , 주현진 외 3명 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2014.10 학술대회자료

철근콘크리트 및 포스트텐션 플랫 플레이트 슬래브 구조물의 거동해석을 위한 통합등가골조법

최승호 건축공학과 2014.01 학위논문

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현행 설계기준들에서는 중력하중과 횡하중을 받는 플랫 플레이트 슬래브 구조물을 등가골조법을 사용하여 설계할 수 있도록 허용하고 있다. 등가골조법은 2방향 슬래브를 가진 3차원 골조시스템을 등가의 2차원 골조로 치환하여 해석하는 방법이다. 또한, 플랫 플레이트 슬래브 구조물에서는 장경간 구현 및 경제성 확보를 위하여 포스트텐션 공법이 널리 적용되고 있으나, 이에 적합한 설계방법이 명확하게 제시되어 있지 않기 때문에 일반적인 철근콘크리트 플랫 플레이트 슬래브 구조물과 동일하게 등가골조법을 적용하고 있다. 그러나, 등가골조법은 중력하중을 받는 플랫 플레이트 구조물에 적합하도록 개발되었기 때문에 횡하중 또는 중력하중과 횡하중이 동시에 작용하는 경우와 같이 하중전달 메커니즘이 다른 경우에 대한 해석법으로는 적합하지 못하다. 따라서, 이 논문에서는 중력하중과 횡하중의 상대크기에 따라 등가골조 비틀림 부재의 강성을 반영할 수 있는 하중조합계수를 도입함으로써 중력하중과 횡하중의 조합효과를 고려하는 비틀림 부재의 강성모델을 제시하고, 이를 적용한 새로운 형태의 통합된 등가골조법을 개발하였다. 또한, 이를 포스트텐션 플랫 플레이트 슬래브 구조물로 확장하여 적용하였다.
제안된 통합등가골조법에서는 비틀림 부재 회전각의 일부를 등가기둥으로, 다른 일부를 등가슬래브의 유연도에 대한 기여분으로 반영하였다. 또한, 균열 이후의 플랫 플레이트 슬래브 시스템의 강성감소를 고려하기 위한 비틀림 부재의 강성감소계수를 제안하고 이를 제안된 등가골조법에 적용하였다. 제안된 강성감소계수는 철근콘크리트 플랫 플레이트 구조물을 바탕으로 개발되었지만 간략한 방법으로 포스트텐션 구조물에도 적용할 수 있도록 하였다. 기존에 수행된 철근콘크리트 및 포스트텐션 플랫 플레이트 접합부 및 골조 실험결과들과 제안모델에 의해 산정된 해석결과를 비교한 결과, 제안모델이 횡하중 또는 중력하중과 횡하중이 동시에 작용하는 구조물의 거동을 매우 합리적으로 모사할 수 있는 것으로 나타났다.

The current design codes for buildings permit the application of equivalent frame method (EFM) for the design of flat plate slab structure, in which it is assumed that three dimensional slab-beam structure can be divided into a series of planar equivalent frames. In addition, the flat plate slab structure is frequently designed as a post-tensioned (PT) system for long span structures or economic cost in recent years. However, since there are no suitable design methodology for the PT flat plate structures, the EFM is inevitably used for design of PT flat plate structures without a proper consideration on the effect of prestress. The EFM was originally developed for the reinforced concrete (RC) flat plate structures subjected to gravity loads, which implies that it is not suitable to analysis the structural behavior of flat slab structures under the combined gravity and lateral loads due to their different load-transfer mechanisms. In this study, therefore, the unified equivalent frame method (UEFM) has been newly developed, based on the stiffness of torsional members in the equivalent frame affected by the relative magnitude of both gravity and lateral loads, which can consider the combined effect of both gravity and lateral loads properly. The UEFM was also applied to the post-tensioned flat plate slab structures.
In the proposed UEFM, some portions of rotation induced in the torsional member are considered to be distributed to the flexibility of equivalent columns, and that the remaining portions are contributed to that of equivalent slabs. The stiffness reduction factors of the torsional members for exterior and interior slab-column connections were also semi-empirically formulated to reflect the lateral stiffness reduction behavior of the flat plate frame structures after cracking. Although the torsional stiffness reduction factors were basically derived for the RC flat plate structures, it can easily extended to the PT flat plate structures by applying their magnitude of torsional cracking moment properly. The analysis results by the proposed UEFM were compared to test results on the RC and PT flat plate connection and frame specimens collected from literature, which showed that the proposed UEFM can reasonably estimate the structural behavior of the RC and PT flat plate structures subjected to the combined gravity and lateral loads.

#철근콘크리트 플랫 플레이트 #포스트텐션 플랫 플레이트 #슬래브 #중력하중 #횡하중 #등가골조법 #비틀림 #강성감소계수

제1장 서론 2
제1절 연구의 배경 및 목적 2
제2절 기존 연구 5
1. 등가골조법 5
2. 유효보폭법 8
3. 수정된 등가골조법 10
4. 철근콘크리트 및 포스트텐션 플랫 플레이트 시스템의 강성감소 13
제2장 비틀림 부재의 강성모델 제안 16
제1절 하중조합효과를 고려한 비틀림 부재의 강성모델 16
제2절 포스트텐션 플랫 플레이트 25
1. 문헌연구 25
2. 유한요소해석 27
제3절 비틀림 부재의 강성모델 검증 34
제3장 강성감소모델 39
제1절 철근콘크리트 플랫 플레이트 시스템의 강성감소 39
1. 중력하중에 의한 강성감소 40
2. 횡하중에 의한 강성감소 42
제2절 포스트텐션 플랫 플레이트 시스템의 강성감소 48
1. 중력하중에 의한 강성감소 49
2. 횡하중에 의한 강성감소 50
제3절 강성감소모델 검증 52
제4장 결론 62
참고문헌 64
부 록 74
영문초록 84

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