기계식 이음을 갖는 RC기둥의 구조성능
Structural performance of RC column using mechanical joints in high-rise building
- 주제(키워드) "기계식 이음 , 철근 , RC기둥"
- 발행기관 동신대학교 대학원
- 지도교수 양일승
- 발행년도 2012
- 학위수여년월 2013. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 대학원 건축공학과
- 원문페이지 127
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/dsu/000001554603
- 본문언어 한국어
- 저작권 동신대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
일반적으로 저층 reinforced concrete (RC) 건물에 적용가능한 가장 경제적인 철근 연속화 방법은 겹침이음공법(lap splice) 이다. 그러나 최근 지진지역(seismic risk zone)내에 건설되고 있는 중·고층 및 초고층 RC 건축물에 겹침이음을 사용하면복잡한 철근의 배치에 의한 공간확보의 어려움으로 인하여 시공성(constructability)이 저하되고, 적절한 품질을 확보하기 어렵다. 또한 겹침이음길이 구간에서는 국부적으로 2배의 철근이 배치되기 때문에 이음길이가 길게 산정될 경우에 예상치 못하게 과보강 될 수 있으며, 이와 같은 과보강 단면의 발생은 내진설계관점에서 바람직하지 못한 경우가 많다. 기존의 수행된 몇몇 연구들에 의하면, 비탄성변위 영역에 있는 겹칩이음부위는 열등한(poor) seismic performance를 보여주었으며, 철근의 부식으로 인한 콘크리트 피복탈락은 급격한 겹침이음부위의 성능감소를 야기할 수 있음이 지적되었다. 또한, 직경이 상대적으로 큰 철근(보통 D35이상)이 자주 사용되는 대형 기둥의 경우에는 겹침이음시 경제성이 현저히 저하되는 것으로 나타났다. 이에 비하여 기계식이음방법의 경우에는 간결한 철근 배근이 가능하고 길이방향 철근비를 부재의 전구간에 걸쳐 동일하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 연속철근과 대등한 축방향저항성능을 확보할 수 있다. 가장 널리 사용되고 있는 평행 마디형 이형철근의 경우에는 기계식 이음을 위해서 철근 단부에서 별도의 나사가공이 요구되는 경우가 많고, 이러한 커플러에서는 철근의 절단길이 시공 오차로 인해서 가공된 철근단부의 나사부위와 sleeve가 현장작업시에 충분히 결속되지 못하는 경우가 자주 발생하였다. 또한, 이음부에서 필연적으로 발생되는 철근사이의 이격에 의한 성능저하가 발생되는 경우도 많았다. 따라서 이 연구에서는 철근의 기계적 이음시 철근단부에 가공이 필요없는 나선마디형 철근의 적용 확산을 위하여 이에 적합한 커플러를 개발하였으며 그 성능을 검증하고자 하였다. 개발된 커플러는 두 접합 철근 및 sleeve와 철근 사이의 충전성을 높일 수 있도록 개발된 무기질 모르타르를 충전재로 사용한다. 또한, 중간모멘트 골조에 부합하도록 설계된 철근콘크리트 기둥의 철근이음에 적용함으로써 개발된 커플러의 실질적인 적용성을 검증하고자 하였다.
more목차
1장 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 철근이음별 주요 특징 4
1.3 기계식이음의 현장시공 선조립 일례 6
1.4 국내·외 연구 동향 7
1.4.1 국내의 경우 7
1.4.2 일본의 경우 7
2장 철근이음의 구조 일반 사항9
2.1 기계적 이음의 요구조건 9
2.2 기둥철근이음에 관한 특별규정 9
2.3 내진설계시 특별 고려사항 10
2.3.1 적용범위 및 일반 규정 10
2.3.2 기계적 이음 11
2.3.3 휨과 축력을 받는 특수모멘트골조의 요구사항 11
2.3.4 휨과 축력을 받는 중간모멘트골조의 요구사항 12
2.4 휨과 축력을 받는 기둥의 설계식 14
2.4.1 일반 설계 개요 14
2.4.2 축력과 모멘트 산정 절차 16
2.4.3 강도감소계수 21
2.5 P-M상관곡선의 계산(일례) 22
2.5.1 조건 22
2.5.2 계산 22
2.6 P-M상관곡선의 계산결과 36
3장 기계식 이음을 갖는 RC기둥의 실험 39
3.1 실험계획 39
3.1.1 실험체 39
3.1.2 실험체 형상 및 변수 40
3.1.3 실험체 제작 42
3.2 구조실험 계획 44
3.2.1 실험체 설치 44
3.2.2 측정계획 46
3.2.3 하중 가력 계획 49
3.3 소재시험 결과 51
3.3.1 콘크리트 압축시험 51
3.3.2 강재의 인장시험 52
3.4 철근콘크리트 기둥의 실험결과 53
3.5 주철근의 파괴모드 79
3.6 P-M상관식에 의한 계산값과 실험값의 비교 85
4장 기계식 이음을 갖는 RC기둥의 결과분석 및 고찰 93
4.1 에폭시 충전 유무에 따른 비교 93
4.2 콘크리트 압축강도 변화에 따른 비교 97
4.3 철근 인장강도 변화에 따른 비교 100
4.4 기계식 이음재의 이음 위치의 변화에 따른 비교 102
4.5 실험체별 강도조합에 따른 모멘트 상승값 비교 105
5장 결론 107
참고문헌 109
Abstract 111
별첨 114