포스트텐션 정착부 설계 및 시공 변수에 따른 비선형 거동특성 분석 :

이균태

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이균태 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 김진국

발행연도: 2022

저작권: 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수12

이 논문의 연구 히스토리 (4)

2023

설계 및 시공 변수에 따른 포스트텐셔닝 정착부의 파괴 특성 분석

이균태 , 양준모 , 김진국 콘크리트학회 논문집 2023.02 학술저널

2022

유한요소해석 기반 포스트텐션 정착부 거동특성 분석

이균태 , 김진국 한국강구조학회 학술대회 발표집 2022.06 학술대회자료

포스트텐션 정착부 설계 및 시공 변수에 따른 비선형 거동특성 분석

이균태 2022.01 학위논문

2021

유한요소해석 기반 포스트텐셔닝 정착부 파괴에 관한 연구

이균태 , 성민현 , 김진국 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2021.11 학술대회자료

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국내외에서 건설되는 교량에 포스트텐션 공법의 사용이 증가하고 고강도 PS강연선과 고강도 콘크리트, 지압력을 분산시켜주는 리브를 포함한 특수 정착장치의 사용이 증가함에 따라 정착부가 시공 중에 파괴되는 현상이 발생하고 있다.
이에 이 연구는 포스트텐션 정착부에서 발생하는 파괴의 원인을 파악하고 정착부 거동을 분석하여 정착장치 파괴를 예방할 수 있는 설계 방향을 제시하기 위하여 하중전달시험을 수행하였다. 나선철근 시작 위치, 철근 강도, 나선철근 간격, 나선철근 외경 등 네 가지 변수와 그 조합에 따른 하중전달성능을 비교하였고 그 결과를 기반으로 유한요소모델링 및 검증을 하였다. 검증된 모델을 기준으로 콘크리트 강도, 정착장치 인장강도, 앵커 헤드 직경, 나선철근 시작 위치, 나선철근 외경, 나선철근 간격, 제품 불량으로 인한 정착장치 손상, 시공 불량으로 인한 리브 아래 공극 등으로 이루어진 24개 모델의 해석을 수행하였다.
유한요소해석 결과, 이 연구에서 사용된 배근 상세와 정착장치를 사용한 24개 하중전달시험체 모델에서는 설계 기준상 프리스트레싱 한계인 80% 이상의 하중 성능을 나타냈다. 정착장치 인장강도가 450 일 때와 앵커 헤드 직경이 230 일 때 나선철근이 시작 위치가 멀거나 제품 불량, 시공 불량이 있어도 정착장치 파손은 발생하지 않았다. 정착장치에 제품 불량이 발생하는 경우와 시공오류로 인한 공극 발생 시, 인장강도 450 정착장치를 사용하거나 직경 230 앵커 헤드를 사용했을 때 정착장치 파손은 발생하지 않았지만, 콘크리트가 취성거동을 나타냈다.
따라서 포스트텐션 정착부 시공 중 정착장치 파손으로 인해 발생하는 위험요소를 예방하기 위하여 극한 상태에서 정착판 파손 발생을 고려한 앵커 헤드 직경과 정착장치 인장강도 산정이 필요할 것으로 판단된다.

As the use of post-tension methods on bridges built at home and abroad increases and the use of special anchorage devices, including high strength strand, high strength concrete, and ribs that disperse bearing strength, the anchorage zone is being destroyed during construction.
Therefore, this study conducted a load transfer test to compare the load transfer performance according to the combination with four variables such as spiral reinforcement start position, rebar strength, spiral reinforcement interval, and spiral reinforcement outer diameter to identify the cause of destruction. Based on the results, it''s FE modeling and verification were performed. Based on the verified model, 24 models were analyzed, including concrete strength, anchorage device strength, anchor head diameter, spiral reinforcement start position, spiral reinforcement outer diameter, spiral reinforcement gap, damaged anchorage device (product defect), and poor construction.
The 24 load transfer test specimen models using the rebar design details and anchorage devices used in this paper showed load performance of more than 80%, which is the pre-stressing limit based on design criteria.
When the strength of the anchorage device was 450 and the diameter of the anchor head was 230, analysis was performed to compare the starting position of the spiral reinforcement, damage to the anchorage device, and the effect of the cavity under the rib. When the strength of the anchorage device was 450 and the diameter of the anchor head was 230 , no damage to the anchorage device occurred even if the spiral reinforcement was far from the starting position, defective product, or poor construction.
When a product defect occurs in the anchorage device and a cavity occurs due to a construction error, the anchorage device was not damaged when the strength 450 anchorage device or diameter 230 anchor head was used, but concrete showed relatively brittle behavior.
Therefore, in order to prevent risk factors caused by damage to the anchorage device during the construction of the post-tension anchorage zone, it is necessary to calculate the anchor head diameter and strength of the anchorage device considering the occurrence of damage to the anchorage plate in ultimate conditions.

요약
표 목차
그림목차
1. 서 론 1
1.1 연구의 배경 및 목적 1
1.2 연구의 방법 및 내용 3
2. 지압강도식 5
2.1 AASHTO LRFD (2012) 5
2.2 PTI Anchorage Zone Design (2000) 5
2.3 Eurocode (2005) 7
2.4 KDS 24 14 20 (2016) / KDS 24 14 21 (2021) 7
2.5 지압강도식의 비교 분석 8
3. 하중전달시험 9
3.1 하중전달시험 9
3.2 실험체 및 실험조건 9
3.3 실험 절차 12
3.4 실험 변수 14
3.5 실험 결과 16
3.5.1 파괴거동 비교 16
3.5.2 극한하중 비교 17
4. 유한요소모델링 및 검증 25
4.1 유한요소 모델링 25
4.1.1 콘크리트 재료모델 26
4.1.2 강재 재료모델 26
4.1.3 정착장치 재료모델 27
4.2 해석모델 검증 29
4.3 변수 설정 31
5. 변수 해석 34
5.1 해석 결과 34
5.2 극한하중 비교 37
5.3 정착판 파손 거동 비교 46
5.4 콘크리트 손상분포 및 철근 응력 비교 51
6. 설계 방향 제시 65
7. 결론 66
참고문헌 68
영문초록(Abstract) 70

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