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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

김창식 (한국교통대학교, 한국교통대학교 일반대학원)

지도교수
윤승조
발행연도
2015
저작권
한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

스틸밴드로 외부 보강된 RC 기둥 주근의 부착강도와 축하중 거동에 관한 연구
김창식 건축공학과 2015.01 학위논문

2014

스틸밴드로 외부 보강된 철근콘크리트 기둥의 부착강도에 관한 실험적 연구
김창식 ,  윤승조 ,  허승웅 외 1명 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 2014.01 학술저널

초록· 키워드

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본 연구에서는 스틸밴드로 외부 보강된 철근콘크리트 기둥의 구조적 성능평가를 하기 위하여 철근콘크리트 기둥주근의 부착강도와 축하중 거동에 관한 실험연구를 진행하였다. 스틸밴드의 긴장도에 의한 주근과 콘크리트간의 부착강도를 검토하고, 축하중을 받는 RC 기둥의 구조적 거동을 검토하여 주근에 미치는 영향을 분석하였다.
첫째, 부착실험은 총 13개의 실험체를 제작하여 실험을 수행한 후, 스틸밴드에 의한 구속효과, 철근과 콘크리트간의 부착파괴 메카니즘, 주근의 수, 콘크리트 강도, 콘크리트 타설방향과 주근의 단면적에 관한 고찰을 실시하였다. 기존 연구자들의 제안식과 비교·평가를 하고, 실험결과를 바탕으로 수치 해석적 부착강도식을 제안하였다.
둘째, 스틸밴드로 보강된 철근콘크리트 기둥의 축하중에 관한 실험을 수행하였다. 중심축력을 받는 경우와 편심축하중을 받는 경우를 고려하여 스틸밴드로 보강된 철근콘크리트 기둥의 구조적 거동을 고찰하였으며, 내력성능 검토와 연성능력을 고찰하였다. 그리고, 기존 제안식과 실험결과를 비교·평가하였다.
본 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

1) 스틸밴드의 긴장도와 콘크리트 강도가 클수록, 주근의 수와 주근의 직경이 작을수록, 부착강도는 높아지는 경향을 보였다.

2) 콘크리트 타설 방향에 반대 방향으로 인발한 부착강도는 콘크리트 타설 방향과 동일한 방향으로 인발한 부착강도보다 약 10 % 높은 부착강도를 나타내었다. 이것은 철근과 콘크리트간의 부착강도에는 콘크리트 타설방향의 영향이 있다고 사료된다.

3) 무보강된 실험체는 주근의 위치에 따른 부착강도의 차이는 보이지 않았지만, 보강된 실험체는 내부에 위치한 주근보다 코너에 위치한 주근의 부착강도가 높은 경향을 보였다. 이것은, 스틸밴드의 긴장력은 모서리에 위치한 주근에 더 많은 구속효과가 있다고 판단된다.

4) 실험결과와 제안식 검토에서 주근군의 부착강도의 경우 콘크리트 강도, 횡보강근, 긴장도를 고려한 MATSUNO 제안식이 가장 유사한 결과를 나타내었다. 하지만 주근의 위치에 따른 각 주근의 부착강도를 고려하지 않고 있다.

5) 띠철근 위치에 보강한 실험체군과 띠철근 사이에 보강한 실험체군의 비교에서는 띠철근 사이에 보강한 실험체군의 최대내력이 높게 나타났다. 이것은 띠철근 사이에 보강된 스틸밴드에 의해 콘크리트 구속효과의 증대로 사료된다.

6) 긴장도 σr이 클수록 내부에 위치한 주근의 평균변형률 값이 외부에 위치한 주근의 평균변형률 값 보다 현저하게 높게 나타났다. 이것은 주근의 위치에 따른 스틸밴드에 의한 구속효과가 다르게 작용한다고 볼 수 있다.

논문의 구성은 제 1장 연구의 일반사항을 서술하는 서론부분, 제 2장 기존 연구동향과 제안하는 공법의 고찰, 제 3장 스틸밴드로 외부 보강된 철근콘크리트 기둥의 부착강도에 관한 실험연구, 제 4장 스틸밴드로 외부 보강된 철근콘크리트 기둥의 중심축력과 편심축하중(e/h = 0.1, 0.15)을 받는 기둥의 구조적 거동에 관한 연구, 마지막으로 제 5장 결론으로 구성하였다.

목차

목 차
요 약 ⅰ
표 목차 ⅵ
그림 목차 ⅶ
사진 목차 ⅸ
기호 설명 ⅹ
Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 3
1.3 연구내용 및 방법 3
Ⅱ. 이론적 고찰 7
2.1 국내·외 보수보강공법의 연구동향 7
2.1.1 단면증설 보강방법 9
2.1.2 부착형 보강방법 11
2.1.3 비 부착형 보강방법 14
2.2 스틸밴드에 의한 외부 보강공법 17
2.2.1 이론적 고찰 17
2.2.2 보강공법의 순서 18
2.3 국내·외 부착강도에 관한 연구동향 20
2.3.1 기존 연구 20
2.3.2 부착강도에 영향을 주는 요소 24
2.3.3 부착파괴 27
2.3.4 부착강도 규준식 및 기존 제안식 검토 29
2.4 국내·외 축하중에 관한 연구동향 33
2.4.1 횡보강근의 구속효과에 관한 기존 연구 33
2.4.2 횡보강근 설계기준 36
2.4.3 횡보강근의 구속효과에 관한 모델식 40
2.4.4 연성능력 평가 52
Ⅲ. 스틸밴드로 외부 보강된 RC 기둥주근의 부착강도에
관한 실험 55
3.1 서 언 55
3.2 실험 55
3.2.1 실험계획 55
3.2.2 사용재료의 역학적 성질 58
3.2.3 실험방법 59
3.3 실험결과 및 분석 60
3.3.1 최종 파괴양상 60
3.3.2 부착응력과 변위 관계 64
3.3.3 부착강도 와 긴장도 의 관계 67
3.4 규준식 및 기존 제안식 검토 69
3.5 부착강도 산정식 제안 73
3.5.1 개요 73
3.5.2 콘크리트 강도와 횡보강근을 고려한 부착강도() 74
3.5.3 스틸밴드의 긴장도에 따른 부착강도() 75
3.5.4 능동적 구속에 의한 부착강도() 77
3.5.5 주근의 위치에 따른 부착강도식 제안 78
3.5.6 부착강도식 제안 79
3.6 소결 82
Ⅳ. 스틸밴드로 외부 보강된 RC 기둥의 축하중에 관한 실험
85
4.1 서 언 85
4.2 실험 86
4.2.1 실험계획 86
4.2.2 사용재료의 역학적 성질 89
4.2.3 실험방법 90
4.3 실험결과 및 분석 91
4.3.1 최종파괴 양상 91
4.3.2 하중-변위 관계 94
4.3.3 최대하중과 긴장도 관계 96
4.3.4 주근의 위치에 따른 각 주근의 변형률 관계 97
4.3.5 스틸밴드 위치에 따른 변형률 관계 98
4.3.6 연성능력 평가 99
4.4 규준식 및 기존 제안식 검토 101
4.5 소결 103
Ⅴ. 결 론 105
참고문헌 107
ABSTRACT 117
부록 121
감사의 글 147

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