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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 서수연
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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본 연구는 거푸집형 블록벽체의 구조특성을 파악하기 위한 기초적 연구이다. 거푸집형 블록을 내진보강 방법으로 활용할 경우, 기존 내진보강 방법인 철근콘크리트 전단벽 증설공법에 비해 시공성과 경제성이 뛰어나며 폐기물 발생과 공사 소음이 저감되는 장점이 있다. 그러나 국내의 기준을 살펴본 결과, 보강을 위한 조적벽체에 대한 내용이 명시되어 있지 않다. 그래서 국내에 거푸집형 블록벽체와 관련된 기준을 적립하기 위해서는 콘크리트로 충전된 블록벽체의 압축에 대한 구조성능이 충분히 규명되어야 하고 이를 토대로 횡력에 대한 저항성능이 파악되어야 한다.
이에 따라 본 연구에서는 시공성과 구조성능을 고려하여 웨브와 플랜지의 규격을 최적화시킨 거푸집형 블록벽체에 대한 설계법을 제시하고, 내진보강 시 압축에 대한 유효성을 검토하기 위한 연구의 일환으로 단일 블록 압축실험과 프리즘 압축실험을 진행하였다. 그리고 비선형 유한요소해석을 이용하여 거푸집형 블록벽체의 압축거동을 예측하기 위한 해석방법을 연구하고자 하였고, 전단강도를 규명하기 위해 ASTM(American Society for Testing and Materials, 2010) E519에 따라 거푸집형 블록벽체의 대각전단 실험을 진행하였다.
단일 블록의 압축실험 결과, 모든 실험체는 선형적인 하중-변위 관계를 보이다가 임의의 위치에서 변형만 증가하는 양상을 보였고, 최종 파괴되는 것으로 나타났다. 이를 회기분석한 결과는 탄성한계 시의 변형도 비가 블록 최대압축강도에 대하여 상관관계가 있는 것을 확인하였고, 해석 시 적용 가능한 탄소성 모델을 제시하였다.
프리즘 압축실험 결과, 프리즘 압축강도는 충전콘크리트 강도가 블록의 강도보다 낮거나 또는 유사한 경우에는 블록의 강도가 지배하는 것으로 나타났고, 충전콘크리트 강도가 블록의 강도에 비하여 현저히 높은 경우에는 충전콘크리트 강도가 지배하는 것으로 나타났다. 강섬유를 보강한 실험체의 경우에는 압축강도와 변형능력에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그리고 일본의 거푸집형 블록벽체의 압축강도 산정식에서 조적계수를 0.55를 적용하여 계산한 결과, 실험체의 내력을 안전측으로 예측하는 것을 확인 할 수 있었다.
단일 블록 압축실험 결과를 통해 제시한 탄소성 모델을 적용하여 비선형 유한요소해석을 실시한 결과, 단일 블록과 프리즘 실험체의 실험결과와 매우 유사한 하중-변위 관계 및 파괴양상을 묘사할 수 있는 것으로 나타났다.
거푸집형 블록벽체의 대각전단 실험을 진행한 결과, 충전콘크리트 강도가 커질수록 전단강도가 증가하는 것을 확인하였고, 콘크리트 벽체와의 비교에서도 비슷한 양상을 나타내었다. 이에 따라 블록벽체의 재료강도, 즉 프리즘 압축강도가 콘크리트의 압축강도와 유사할 때, 콘크리트 벽체를 대체하여 적용하여도 무방하다고 판단된다.
일본에서 사용하고 있는 거푸집형 블록벽체의 전단강도를 산정할 수 있는 설계기준식에서 압축강도를 12로 나눈 값을 적용하여 계산한 결과, 실험체의 내력이 안전측으로 예측되는 것을 확인할 수 있었다.
본 논문은 총 6장으로 구성되어 있으며, 제 1장은 서론, 제 2장은 이론적 고찰, 제 3장은 콘크리트 강도에 따른 거푸집형 블록의 압축성능평가, 제 4장은 섬유보강된 거푸집형 블록의 압축성능평가, 제 5장은 거푸집형 블록벽체의 전단성능평가, 제 6장은 결론으로 나누어 기술하였다.
이에 따라 본 연구에서는 시공성과 구조성능을 고려하여 웨브와 플랜지의 규격을 최적화시킨 거푸집형 블록벽체에 대한 설계법을 제시하고, 내진보강 시 압축에 대한 유효성을 검토하기 위한 연구의 일환으로 단일 블록 압축실험과 프리즘 압축실험을 진행하였다. 그리고 비선형 유한요소해석을 이용하여 거푸집형 블록벽체의 압축거동을 예측하기 위한 해석방법을 연구하고자 하였고, 전단강도를 규명하기 위해 ASTM(American Society for Testing and Materials, 2010) E519에 따라 거푸집형 블록벽체의 대각전단 실험을 진행하였다.
단일 블록의 압축실험 결과, 모든 실험체는 선형적인 하중-변위 관계를 보이다가 임의의 위치에서 변형만 증가하는 양상을 보였고, 최종 파괴되는 것으로 나타났다. 이를 회기분석한 결과는 탄성한계 시의 변형도 비가 블록 최대압축강도에 대하여 상관관계가 있는 것을 확인하였고, 해석 시 적용 가능한 탄소성 모델을 제시하였다.
프리즘 압축실험 결과, 프리즘 압축강도는 충전콘크리트 강도가 블록의 강도보다 낮거나 또는 유사한 경우에는 블록의 강도가 지배하는 것으로 나타났고, 충전콘크리트 강도가 블록의 강도에 비하여 현저히 높은 경우에는 충전콘크리트 강도가 지배하는 것으로 나타났다. 강섬유를 보강한 실험체의 경우에는 압축강도와 변형능력에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그리고 일본의 거푸집형 블록벽체의 압축강도 산정식에서 조적계수를 0.55를 적용하여 계산한 결과, 실험체의 내력을 안전측으로 예측하는 것을 확인 할 수 있었다.
단일 블록 압축실험 결과를 통해 제시한 탄소성 모델을 적용하여 비선형 유한요소해석을 실시한 결과, 단일 블록과 프리즘 실험체의 실험결과와 매우 유사한 하중-변위 관계 및 파괴양상을 묘사할 수 있는 것으로 나타났다.
거푸집형 블록벽체의 대각전단 실험을 진행한 결과, 충전콘크리트 강도가 커질수록 전단강도가 증가하는 것을 확인하였고, 콘크리트 벽체와의 비교에서도 비슷한 양상을 나타내었다. 이에 따라 블록벽체의 재료강도, 즉 프리즘 압축강도가 콘크리트의 압축강도와 유사할 때, 콘크리트 벽체를 대체하여 적용하여도 무방하다고 판단된다.
일본에서 사용하고 있는 거푸집형 블록벽체의 전단강도를 산정할 수 있는 설계기준식에서 압축강도를 12로 나눈 값을 적용하여 계산한 결과, 실험체의 내력이 안전측으로 예측되는 것을 확인할 수 있었다.
본 논문은 총 6장으로 구성되어 있으며, 제 1장은 서론, 제 2장은 이론적 고찰, 제 3장은 콘크리트 강도에 따른 거푸집형 블록의 압축성능평가, 제 4장은 섬유보강된 거푸집형 블록의 압축성능평가, 제 5장은 거푸집형 블록벽체의 전단성능평가, 제 6장은 결론으로 나누어 기술하였다.
목차
국문요지표 목 차그림목차Ⅰ. 서 론1.1 연구배경1.2 연구목적 및 방법Ⅱ. 이론적 고찰2.1 보강블록조의 시공순서2.2 기존 연구 분석2.2.1 해외의 연구동향2.2.2 국내의 연구동향2.3 국내·외 구조기준 검토2.3.1 KBC 20092.3.2 IBC 20122.3.3 JASS 7Ⅲ. 콘크리트 강도에 따른 거푸집형 블록의 압축성능평가3.1 단일 블록 압축실험3.1.1 실험 개요3.1.2 실험 결과 분석3.2 프리즘 압축실험3.2.1 실험 개요3.2.2 실험 결과 분석3.3 비선형 유한요소해석3.3.1 해석 개요 및 모델링3.3.2 단일 블록의 해석결과3.3.3 프리즘 실험체의 해석결과Ⅳ. 섬유보강된 거푸집형 블록의 압축성능평가4.1 단일 블록 압축실험4.1.1 실험 개요4.1.2 실험결과 분석4.2 프리즘 압축실험4.2.1 실험 개요4.2.2 실험결과 분석Ⅴ. 거푸집형 블록벽체의 전단성능평가5.1 실험 개요5.1.1 실험체 제작5.1.2 실험체 가력 및 측정계획5.2 실험결과 분석5.2.1 파괴양상 및 균열도5.2.2 하중-변위 곡선5.2.3 구조기준에 따른 계산식과의 비교Ⅵ. 결 론참고문헌Abstract부 록
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