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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 천성철
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 인천대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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원자력구조물을 시공할 경우 최대 지름 57 mm 설계기준강도 420 MPa의 철근을 사용하고 있으나, 고도의 안정성이 요구되기 때문에 철근 배근량이 많아 과밀하게 배근된다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 설계기준항복강도 550 MPa을 사용하였다. 따라서 이 연구에서는 원자력 구조물에 주로 사용되는 철근지름인 43 mm와 최대 철근지름인 57 mm 설계기준항복강도 550 MPa의 고강도 철근을 사용하여 26개의 실험체로 외부 보-기둥 접합부를 모사한 갈고리 정착실험을 수행하였다. 실험 변수는 묻힘길이, 콘크리트 압축강도, 측면피복두께, 횡보강철근으로 설정하였다. 측면파열파괴를 유발시키기 위해 콘크리트파괴, 전단파괴, 쪼갬파괴 등과 같은 다른 파괴가 일어나지 않도록 안전하게 설계하였다.
실험 방법은 Marques와 Jirsa의 연구와 같이 외부 보-기둥 접합부를 모사하였다. 2개의 갈고리철근을 보주철근으로 정착시키고, 정착된 철근에 인장력을 가하는 동시에 이와 같은 힘을 압축응력블럭으로 형성하여 보단부 모멘트가 형성된다.
실험결과를 기존설계식과 비교분석하였다. 또한 콘크리트 압축강도, 묻힘길이, 측면피복두께, 횡보강철근에 따른 영향을 평가하여 실험결과를 분석하였고, 이를 아래와 같이 요약하였다.
1) 실험 결과 갈고리철근의 정착강도는 정착길이와 측면피복이 증가할수록 증가한다.
2) 기존설계식과 비교분석한 결과, 횡보강철근의 영향이 고려된 Kansas 대학교 평가식을 제외한 기존 이론식은 횡보강철근에 대한 영향이 과소평가되고 있고, 이에 대한 보정계수의 적용이 필요하다.
3) 고강도 콘크리트를 사용한 경우에는 다른 변수들의 경우보다 안전율이 부족한 것으로 보아 콘크리트 압축강도에 대한 영향을 저감시킬 필요가 있다.
4) 가력 초기에는 철근의 직선구간에서 부착에 의해 응력이 발현되었다. 그러나 부착에 의한 하중의 지지가 감소하면서, 감소하는 시점부터 최대강도까지 갈고리의 지압응력에 의해 발현되었다. 최대강도에서 측면피복이 폭발적으로 탈락하였고, 모든 실험체에서 동일한 파괴형상을 보였다.
5) 실험결과를 선형 회귀분석을 통해 콘크리트 압축강도, 묻힘길이, 측면피복두께, 횡보강철근의 영향을 고려한 갈고리철근 정착강도 평가식을 개발하였다.
6) 제안한 평가식을 26개 실험데이터와 비교한 결과, [실험값]/[예측값] 비 평균이 1.0, 변동계수가 11.5%로 매우 정확히 강도를 예측하였다.
이러한 분석을 바탕으로 90%신뢰수준을 갖는 5% 분위수 안전율을 고려하여 갈고리 정착길이의 평가식을 제안하였다.
[주제어] 갈고리철근, 외부 보-기둥 접합부, 측면파열파괴, 묻힘길이, 정착강도
실험 방법은 Marques와 Jirsa의 연구와 같이 외부 보-기둥 접합부를 모사하였다. 2개의 갈고리철근을 보주철근으로 정착시키고, 정착된 철근에 인장력을 가하는 동시에 이와 같은 힘을 압축응력블럭으로 형성하여 보단부 모멘트가 형성된다.
실험결과를 기존설계식과 비교분석하였다. 또한 콘크리트 압축강도, 묻힘길이, 측면피복두께, 횡보강철근에 따른 영향을 평가하여 실험결과를 분석하였고, 이를 아래와 같이 요약하였다.
1) 실험 결과 갈고리철근의 정착강도는 정착길이와 측면피복이 증가할수록 증가한다.
2) 기존설계식과 비교분석한 결과, 횡보강철근의 영향이 고려된 Kansas 대학교 평가식을 제외한 기존 이론식은 횡보강철근에 대한 영향이 과소평가되고 있고, 이에 대한 보정계수의 적용이 필요하다.
3) 고강도 콘크리트를 사용한 경우에는 다른 변수들의 경우보다 안전율이 부족한 것으로 보아 콘크리트 압축강도에 대한 영향을 저감시킬 필요가 있다.
4) 가력 초기에는 철근의 직선구간에서 부착에 의해 응력이 발현되었다. 그러나 부착에 의한 하중의 지지가 감소하면서, 감소하는 시점부터 최대강도까지 갈고리의 지압응력에 의해 발현되었다. 최대강도에서 측면피복이 폭발적으로 탈락하였고, 모든 실험체에서 동일한 파괴형상을 보였다.
5) 실험결과를 선형 회귀분석을 통해 콘크리트 압축강도, 묻힘길이, 측면피복두께, 횡보강철근의 영향을 고려한 갈고리철근 정착강도 평가식을 개발하였다.
6) 제안한 평가식을 26개 실험데이터와 비교한 결과, [실험값]/[예측값] 비 평균이 1.0, 변동계수가 11.5%로 매우 정확히 강도를 예측하였다.
이러한 분석을 바탕으로 90%신뢰수준을 갖는 5% 분위수 안전율을 고려하여 갈고리 정착길이의 평가식을 제안하였다.
[주제어] 갈고리철근, 외부 보-기둥 접합부, 측면파열파괴, 묻힘길이, 정착강도
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구의 배경 및 목적 11.2 연구의 범위 및 방법 2제 2 장 이론적 고찰 52.1 국내·외 갈고리철근 관련 설계 기준 52.1.1 국내의 설계기준: 콘크리트구조기준(2012) 52.1.2 국외의 설계기준: ACI 318-14, ACI 352R-02, Eurocode 2 82.2 기존 연구 182.3 연구 동향 25제 3 장 갈고리 정착실험 계획 273.1 실험변수 273.2 실험체 설계 293.2.1 접합부 설계과정 293.3 실험체 제작 353.4 가력 및 계측 방법 37제 4 장 갈고리 정착실험 결과 394.1 재료시험 결과 394.2 정착 강도 414.3 파괴 양상 474.4 지압 및 부착에 의해 발현된 철근응력 분포 48제 5 장 갈고리 정착길이 설계식 제안 535.1 정착강도 평가 535.1.1 콘크리트의 영향 535.1.2 묻힘길이의 영향 535.1.3 측면피복두께의 영향 545.1.4 횡보강철근의 영향 555.2 정착길이 설계식 제안 56제 6 장 결 론 58참고문헌 60부 록 63ABSTRACT 69감사의 글 71
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