-
1. ์ ๋ก
-
2. ์คํ์ฒด ์ค๊ณ
-
2.1 ํํ๊ธฐ์ค์ ์ ๋จ๊ฐ๋
-
2.2 ์คํ ๋ณ์
-
2.3 ์คํ์ฒด ์ค๊ณ ๋ฐ ์ ์
-
2.4 ์ฌ๋ฃ ๊ฐ๋
-
3. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ
-
3.1 ์คํ์ฒด SU-A~SU-F
-
3.2 ์คํ์ฒด SR-A~SR-F
-
4. ์คํ๋ณ์ ๋ถ์ ๋ฐ ํํ๊ธฐ์ค๊ณผ์ ๋น๊ต
-
4.1 ์ค๊ณ๋ณ์์ ์ํฅ
-
4.2 ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ๊ธฐ์ฌ๋
-
4.3 ์์ง์ ๋จ๊ฐ๋ ๊ธฐ์ค์๊ณผ์ ๋น๊ต
-
4.4 ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋
-
5. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
์ต๊ทผ ๊ตญ๋ด ๊ฑด์คํ์ฅ์์๋ ๊ฑด์ค ๋
ธ๋์ ์ธ๊ฑด๋น ์์น์ ๋ฐ๋ผ ํ๋ฆฌ์บ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(Precast Concrete, ์ดํ PC)์ ์ฌ์ฉ์ด ์ ์ ์ฆ๊ฐํ๋ ์ถ์ธ์ด๋ค.
ํด์ธ ๊ฑด์ถํ์ฅ์์๋ ์ด๋ฏธ ๋ง์ ๊ฑด๋ฌผ์ PC๊ณต๋ฒ์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์์ง๋ง, ๊ตญ๋ด๊ฑด์ถํ์ฅ์์๋ ์ต๊ทผ ๋ค์ด ์งํ์ฃผ์ฐจ์ฅ์ด๋ ๋ฌผ๋ฅ์ผํฐ์ ๊ฐ์ ๋ชจ๋ํ๋ ๊ณ ํ์ค ์ฅ๊ฒฝ๊ฐ
๊ฑด๋ฌผ์ ๋์์ผ๋ก PC์ Cast-In-Place concrete (ํ์ฅํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ, ์ดํ CIP)๋ฅผ ํฉ์ฑํ ๋ณตํฉํ ๊ณต๋ฒ ์ฌ์ฉ์ด ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค.
์ํํธ ์งํ ์ฃผ์ฐจ์ฅ์ด๋ ๋ํ ์ฐฝ๊ณ ๊ฑด๋ฌผ์ ๋ง๊ฐ์์ด ๊ตฌ์กฐ์ฒด๊ฐ ์ธ๋ถ์ ๋
ธ์ถ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ธ์ฅ๋ถ์ ํจ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ๊ฒฝ์ฐ ๋์์ ์ฒ ๊ทผ ๋ถ์ ๋ฌธ์
๋ฑ์ด ๋ฐ์ํ๋ค. ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(Steel Fiber Reinforced Concrete, ์ดํ SFRC)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ
์ฆ๊ฐ์์ผ ์ฌ์ฉ์ฑ๊ณผ ๋ด๊ตฌ์ฑ์ ํฅ์์ํฌ ์ ์๋ค. ํ์ฅํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์์๋ ์๊ณต์ฑ์ ๋ฌธ์ ๋ก SFRC ์ฌ์ฉ์ด ์ด๋ ต์ง๋ง, PC๊ณต์ฅ์์ฐ์์๋ ํ์ค์ ์ด๋ ค์์์ด
์ ์ฉ๊ฐ๋ฅํ๋ค.
SFRC๋ 1970๋
๋๋ถํฐ ๋ค์ํ ์ฐ๊ตฌ์๋ค1-11)์ ์ํด ์ฐ๊ตฌ, ๊ฐ๋ฐ๋์์ง๋ง ํ์ฅ ์ ์ฉ์๋ ์ ํ์ ์ด๋ค. ๋ํ, ํํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ตฌ์กฐ๊ธฐ์ค(KCI 201212), ACI318-1113))์๋ ์ต์์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๋์ฉ์ผ๋ก์ SFRC์ ๋ํ ๊ธฐ์ค๋ง ๊ท์ ๋์ด ์๋ค. ์ฆ, โ๋ณด์ ๊น์ด๊ฐ 600 mm๋ฅผ ์ด๊ณผํ์ง ์๊ณ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์์ถ๊ฐ๋๊ฐ 40 MPa์
์ด๊ณผํ์ง ์๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ์์ฉํ๋ ๊ณ์์ ๋จ๋ ฅ์ด ๋ฅผ ์ด๊ณผํ์ง ์๋ ๊ฒฝ์ฐโ ์ต์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ SFRC๋ก ๋์ฒดํ ์ ์๋ค. ๋ค๋ง, ์ด๋ SFRC์ ์ฒด์ ๋น๋ 0.75%์ด์์ด์ด์ผ ํ๋ค.
๋ณตํฉํ ๊ณต๋ฒ์์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ฌ๋ฃ์ ์ธ ํน์ฑ์ ๊ฐ์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํํ ๊ตฌ์กฐ ๊ธฐ์ค(KCI 2012 17.2.(3),
ACI318-11 17.2.3)์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์ฐ์ ์ ๊ฐ ์์์ ํน์ฑ์ ๋ํด์ ์ฌ์ฉํ๊ฑฐ๋ ์ด๋ค ์ค ๊ฐ์ฅ ๋ถ๋ฆฌํ ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ฐ์ ํ์ฌ์ผ
ํ๋ค. ํ์ง๋ง ์ด๋ฌํ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์ฐ์ ๋ฒ์ ๋ํ ๋ช
ํํ ๊ฒ์ฆ์ด ์๋ ์ํ15-17)์ด๊ณ , ๊ฐ์ฅ ๋ถ๋ฆฌํ ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฒฝ์ ์ ์ธ ์ค๊ณ๊ฐ ์ด๋ ต๋ค. ๋ํ, SFRC๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํด ๊ณจ์ฌ์ ๊ฑฐ์น๋ฉด ํ์ฑ์ด ์ด๋ ต๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ณ๋ฉด ๋ง์ฐฐ๋ ฅ์ด ๋จ์ด์ง๋ค.
๋ฐ๋ผ์ 6 mm ๊ฑฐ์น ๊ณ๋ฉด์ ์ ์ฉํ๊ณ ์๋ ํํ ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋ ์(์ (4)์ (5))์ SFRC ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ์ฌ์ฉ๊ฐ๋ฅํ์ง ํ์ธ์ด ํ์ํ๋ค.
ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ๊ดํ ๊ธฐ์กด์ฐ๊ตฌ15-17)๋ ๊ฐ๋๊ฐ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ผ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ํฉ์ฑ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฐ๋์ ๋ํด ์ค์ ์ ์ผ๋ก ํ๊ฐ์๋ค๋ฉด, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ SFRC์ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ๋น๋ฅผ ์ฃผ์
๋ณ์๋ก PC๋ก ์ ์์ด ์ฉ์ดํ SFRC๊ฐ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ์ ๋จ๊ฐ๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ถ์ํ์๋ค.
2. ์คํ์ฒด ์ค๊ณ
2.1 ํํ๊ธฐ์ค์ ์ ๋จ๊ฐ๋
์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํจ ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฐ๋์ ๋ํ ํํ๊ตฌ์กฐ๊ธฐ์ค12,13)์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. KCI201212)(ACI318-1113))์์ ๊ณต์นญ ์์ง ์ ๋จ ๊ฐ๋๋ ๋ค์ ๋ ๊ฐ์ ์์ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค.
(1)
๋๋ (2)
์ฌ๊ธฐ์, ์ด๊ณ ์ด๊ณ ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค ์์ถ๊ฐ๋, ๋ ๋ณต๋ถ์ ํญ, ๋ ์ข
๋ฐฉํฅ ์ธ์ฅ์ฒ ๊ทผ์ ์ค์ฌ์์ ์์ถ์ฝํฐ๋ฆฌํธ ์ฐ๋จ๊น์ง ๊ฑฐ๋ฆฌ, , ๋ ๋จ๋ฉด์์์ ๊ณ์์ ๋จ๋ ฅ, ๋ ๊ณ์ ํจ๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค.
ACI54414)์์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๋ค.
(3)
์ฌ๊ธฐ์, ์ ์ชผ๊ฐฌ ์ธ์ฅ์คํ์์ ๊ตฌํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ด๊ณ , ๋ ์ ํจ๊น์ด์ ์ ๋จ๊ฒฝ๊ฐ์ ๋น๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ธ์ฅ๊ฐ๋()๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ข
๋ฅ์ ์์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ผ๋ฉฐ, ACI318-1113)์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด ์ผ๋ก ๋ํ๋ผ ์ ์๋ค.
์ํ์ ๋จ๊ฐ๋์ ๋ํด์ ์ต์์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์๊ณ ์ ์ด๋ฉด์ด ์ฒญ๊ฒฐํ๊ณ ๋ถ์ ๋ฌผ์ด ์์ผ๋ฉฐ ํ๋ฉด์ ๊ฑฐ์น ๊ฒ ๋ง๋ค์ด์ง ๊ฒฝ์ฐ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๋ค.
(4)
์ต์ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์๊ณ , ํ๋ฉด์ด ์ฝ 6 mm ๊น์ด๋ก ๊ฑฐ์น ๊ฒ ๋ง๋ค์ด์ง ๊ฒฝ์ฐ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๋ค.
(5)
์ฌ๊ธฐ์, ๋ ์ ์ด ๋ฉด์ ์ ๋ํ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ๋ฉด์ ์ ๋น, ๋ ์ํ์ ๋จ์ ๋ํ์ฌ ๊ฒํ ๋๋ ์ ์ด ๋ฉด์ ์ ๋จ๋ฉด ํญ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ต์ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๋ ์(6)์ ๋ฐ๋ผ ์ฐ์ ํ์ฌ์ผ ํ๊ณ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ง์ง์์์ ์ต์
์น์์ 4๋ฐฐ, ๋ํ 600 mm ์ดํ์ด์ด์ผ ํ๋ค.
(6)
2.2 ์คํ ๋ณ์
๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ๊ณ ๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ผ๋ฐ ๋ณดํต ๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ๋ถ๋ฆฌํ์ค ๋ ํฉ์ฑ ํจ ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ ์ฑ๋ฅ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ํด ๊ณ ๊ฐ๋์ ๋ณดํต ๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋จ๋ฉด์ ๋น์
์ ๋จ์ฒ ๊ทผ๋น๋ฅผ ๋ณ์๋ก ๋จ์์ง์ง ๋ณด ์คํ์ ์ํํ์๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋จ๋ฉด์ ๋น๋ Fig. 1(c)์ ๊ฐ์ด ์ด 6๊ฐ์ง๋ก ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ๋จ๋ฉด A์ B๋ ๊ฐ๊ฐ 24
MPa ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ 60 MPa ๊ณ ๊ฐ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ์ ๋จ๋ฉด์ ํ์คํ ๋จ๋ฉด์ผ๋ก, ๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด C~F์์ ๋น๊ต๋ฅผ ์ํ ์คํ์ฒด์ด๋ค.
ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด C์ D๋ ๋ณดํต๊ฐ๋ ํ์ฅํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊น์ด๊ฐ ์ ๋จ๊ฐ๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํ ๋จ๋ฉด์ผ๋ก, ๋จ๋ฉด C์ ์๋ถ 3/8๊ณผ ๋จ๋ฉด D์ ์๋ถ
5/8์ ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(24 MPa)๋ฅผ ํ์คํ์๋ค. ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด E์ F๋ ์ฐ์๋ณด ๋จ๋ถ์ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ์์ฉ ๋จ๋ฉด์์ ์์ถ๋์ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊น์ด๊ฐ ์ ๋จ๊ฐ๋์
๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํ ๋จ๋ฉด์ผ๋ก ๋จ๋ฉด E์ ์๋ถ 3/8๊ณผ ๋จ๋ฉด F์ ์๋ถ 5/8์ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(60 MPa)๋ฅผ ํ์คํ์๋ค. ์ฌ๊ธฐ์, 60
MPa ๊ณ ๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ด์ ๋ PC์ CIP๋ถ์ฌ๊ฐ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ๋ ์ฐจ์ด๋ฅผ ํฌ๊ฒ ํ์ฌ ๋ช
ํํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ป๊ธฐ ์ํจ์ด๋ค.
|
Fig. 1 Reinforcement arrangement and cross sections
|
๋๋ฒ์งธ๋ก ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ๋น๋ฅผ ๋ณ์๋ก ๊ณ ๋ คํ์๋ค. SU ์คํ์ฒด๋ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ์๋ ์คํ์ฒด์ด๊ณ SR ์คํ์ฒด๋ ์ต์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ(์ (6))์ด ๋ณด๊ฐ๋ ์คํ์ฒด๋ก ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ
D10์ 450 mm ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๋ฐฐ์นํ์ฌ ์ต์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ๊ณ๋ฉด์ ์ํ์ ๋จ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ฐ๊ตฌํ์๋ค. ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์์ง์ ๋จ์ ์ ํญํ๊ธฐ ์ํ
์ต๋ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๊ฐ๊ฒฉ(d/2=170 mm)๋ณด๋ค 2๋ฐฐ ์ด์ ๋๊ฒ ๋ฐฐ์นํ์ฌ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ์์ง์ ๋จ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ต์ํํ์๋ค.
2.3 ์คํ์ฒด ์ค๊ณ ๋ฐ ์ ์
๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์ ๋จ๋ฉดํฌ๊ธฐ๋ 260 mm ร 400 mm์ด๋ฉฐ, ์ง์ ๊ฐ ์ด ๊ธธ์ด๋ 3,120 mm์ด๋ค. ํจ ์ฒ ๊ทผ์ ์ ์ฐฉ์ ์ํด ์ง์ ์์๋ถํฐ 450 mm
์ฐ์ฅ์์ผฐ๊ณ ํจ ์ฒ ๊ทผ์ SD500 D25๋ฅผ 1๋จ์ผ๋ก 3๊ฐ๋ฅ ๋ฐฐ์นํ์๋ค(=1.72%). ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ต์ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ๊ธฐ์ค(์ (6))์ ๋ง์กฑํ๊ณ ์ทจ์ฑ์ ํ๊ดด๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ๊ณ ๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ์๋ค. ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ
์ ์ฐฉ์ ์ํด ์๋ถ์ SD400 D13์ ๋ฐฐ์นํ์๋ค. ๊ฐ์ฌ์ ๋ ์ฝ์คํธ(Kosteel)์์ ์ ์ํ๋ ๋ฒ๋๋ ์ค(Bundrex) ์ ํ์ผ๋ก ํ์๋น(=30/0.5)๋ 60์ด๊ณ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ 1,336 MPa์ด๋ค. ๊ฐ์ฌ์ ์ฒด์ ๋น๋ ํํ ACI318-1113)์์ ์ ์ํ๋ ์ต์ ์ฒด์ ๋น์ธ 0.75%๋ฅผ ์ ์ฉํ์๋ค. ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ ์์ ๊ฐ์ฌ์ ์ ๋ญ์นจ ํ์์ ์ต์ํํ๊ธฐ ์ํด ๊ฐ์ฌ์ ๋ฅผ ์ฒ์ฒํ ํผ์
ํ์๊ณ , ์ ๋์ฑ
ํ๋ณด๋ฅผ ์ํด ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ (MEGAD 601PC)๋ฅผ ์๋ฉํธ ์ค๋์ 1.3% ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ์๊ณต๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ๊ฐ์์ ์ ์ฌ์ฉ์ผ๋ก ์คํ์ฒด ์ ์์
์๊ณต์ฑ์ ํ๋ณดํ ์ ์์๋ค.
Table 1์ 12๊ฐ ์คํ์ฒด๋ค์ ์์ธก ํจ ๊ฐ๋์ ์์ธก ์์ง ๋ฐ ์ํ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ ํจ ์ฑ๋ฅ()์ ๋๋ฌํ๊ธฐ ์ํ ํจ ์๊ตฌ์ ๋จ๋ ฅ()์ ์์ง ์ ๋จ์ฑ๋ฅ()๋ณด๋ค ํฌ๊ฒ ์ค๊ณํ์ฌ ํจ ํญ๋ณต ์ ์ ์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ๋๋ก ๊ณํํ์๋ค. ์ฌ๊ธฐ์, ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์์ ํํ ๊ธฐ์ค12,13)์ ์ ์๋์ด ์์ง ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฐ๋์(์ (1))์ ์ฌ์ฉํ์๊ณ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ์์ง์ ๋จ์ฑ๋ฅ์ ๊ฐ ์์๋ณ๋ก ๊ณ์ฐํ ํ ํฉ์ฐํ์๋ค.
์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๊ฐ๊ฒฉ(450 mm)์ ์์ง์ ๋จ์ ์ ํญํ๊ธฐ ์ํ ์ต๋ ๊ฐ๊ฒฉ d/2(170 mm)๋ฅผ ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์ํ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ ๋ฌด์ํ์๋ค.
๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ๊ณ๋ฉด์์์ ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋ ๊ฒํ ๋ฅผ ์ํด ๊ณต์นญ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋(, ์ (4)์ (5))์ ์ํ์ ๋จ๋ ฅ()์ ๋น๊ตํ์๋ค. ์ฌ๊ธฐ์, ๋ ๊ณต์นญ ์์ง ์ ๋จ๊ฐ๋()์ ์์ํ๋ ํ์ค ๋ฐ์์ ๊ณ๋ฉด์ ์์ฉํ๋ ์ํ์ ๋จ๋ ฅ์ผ๋ก Fig. 2์ ๊ฐ์ด ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฒฝ๊ณ๋ฉด์์์ ์์ถ๋ ฅ์ด๋ ์ธ์ฅ๋ ฅ์ ๋ณํ๋์ผ๋ก ์ฐ์ ํ์๋ค. ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด
์๋ ์คํ์ฒด์ ๋ 1.87~2.32๋ก ๋ชจ๋ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด ์คํ์ฒด๋ ์์ง์ ๋จํ๊ดด ์ด์ ์ ์ํ์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์์๋์๊ณ ์ต์์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์๋ ์คํ์ฒด์ ๋ 0.50~0.62๋ก ์์ง์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ์์๋์๋ค.
|
Fig. 2 Horizontal shear force at the interface of composite beams
|
์คํ์ฒด ์ ์์ ๋ ์ฐจ๋ก์ ๊ฑธ์ณ ์งํ๋์๋ค. ํจ์ฒ ๊ทผ๊ณผ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์ฒ ๊ทผ์ฉ ๋ณํ๋ฅ ๊ฒ์ด์ง(Strain guage)๋ฅผ ๋ถ์ฐฉ์ํจ ํ 60 MPa SFRC๋ฅผ
1์ฐจ ํ์คํ๊ณ ์ฆ๊ธฐ ์์ํ์๋ค. ๋จ๋ฉด E์ F๋ ํจ ์ฒ ๊ทผ์ ๋ค์ง์ ์ํ๋ก ํ์คํ์๋ค. ๋ถ๋ฆฌ ํ์คํ ๊ณ๋ฉด์ ๋ง์ฐฐ๋ ฅ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํด ํํ ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ผ ๋ ์ดํด์ค(laitance)๋ฅผ
์ ๊ฑฐํ๊ณ ์ง์ฐ์ ์ ์์์ ํ์ฉํ์ฌ ํ๋ฉด์ 6 mm์ด์ ๊ฑฐ์น ๊ฒ ์ฒ๋ฆฌํ์์ง๋ง ํ๋ฉด์ ํฉ์ด์ ธ ์๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํด ๊ณจ์ฌ์ ๊ฑฐ์น๋ฉด ํ์ฑ์ด ์ ์ด๋ค์ง์ง ์์๋ค.
SFRC๊ฐ ์์์ด ์ด๋ค์ง ์ดํ 24 MPa ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ 2์ฐจ๋ก ํ์คํ์๋ค. ์์ถ ๋ฐ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ์ํ์ฉ ๊ณต์์ฒด๋ ์คํ์ฒด์ ๊ฐ์ ์กฐ๊ฑด์์ ํ์ค,
์์ํ์๋ค.
Table 1 Test variables and predictions of moment and shear capacities of specimens
|
Specimens
|
Section
type
|
Longitudinal reinforcement (ratio)
|
Shear re-bar
(ratio)
|
a/d
|
(kNยทm)
|
(kN)
|
(kN)
|
|
(kN)
|
1)
(kN)
|
|
SU-A
|
A
|
SD500
-3D25
(1.72%)
|
Non
|
4.0
|
218
|
161
|
72
|
2.22
|
-
|
-
|
-
|
SU-B
|
B
|
258
|
190
|
114
|
1.66
|
-
|
-
|
-
|
SU-C
|
C
|
218
|
161
|
96
|
1.68
|
198
|
426
|
2.15
|
SU-D
|
D
|
218
|
161
|
83
|
1.92
|
198
|
371
|
1.87
|
SU-E
|
E
|
258
|
190
|
91
|
2.09
|
198
|
404
|
2.04
|
SU-F
|
F
|
258
|
190
|
103
|
1.84
|
198
|
459
|
2.32
|
SR-A
|
A
|
SD400-D10
(0.12%)
|
218
|
161
|
72
|
2.22
|
-
|
-
|
-
|
SR-B
|
B
|
258
|
190
|
114
|
1.66
|
-
|
-
|
-
|
SR-C
|
C
|
218
|
161
|
96
|
1.68
|
739
|
426
|
0.58
|
SR-D
|
D
|
218
|
161
|
83
|
1.92
|
739
|
371
|
0.5
|
SR-E
|
E
|
258
|
190
|
91
|
2.09
|
739
|
404
|
0.55
|
SR-F
|
F
|
258
|
190
|
103
|
1.84
|
739
|
459
|
0.62
|
1) , = Shear span, =Distance from extreme compression fiber to centroid of tension reinforcement
|
2.4 ์ฌ๋ฃ ๊ฐ๋
์คํ์ฒด์๋ ๊ณต์นญ๊ฐ๋ 24 MPa์ 60 MPa ๋ ๊ฐ์ง ์ข
๋ฅ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, Table 2๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ฐฐํฉ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ฃผ๊ณต์์ฒด๋
KS F 2403 ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ผ 100 mm ร 200 mm๋ก ์ ์ํ์๊ณ ๊ณต์์ฒด๋ฅผ ๊ฐ๋๋ณ๋ก 3๊ฐ์ฉ KS F 2405 ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ผ ์์ถ ๊ฐ๋ ์ํ๊ณผ KS
F 2423 ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ผ ์ชผ๊ฐฌ ์ธ์ฅ ๊ฐ๋ ์ํ์ ์ํํ์๋ค. ์ํ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 3๊ณผ Table 4์ ๋ํ๋๋ค. Fig. 3์ ์ชผ๊ฐฌ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ์ํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ
์ดํด๋ณด๋ฉด, ๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ SU ๊ณต์์ฒด์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ ๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋์ง ์์ 60 MPa ์ผ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋น์ทํ์์ง๋ง, SR ๊ณต์์ฒด๋ 40%์ด์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๊ฐ
์ฆ๊ฐํ์๋ค. ์ด๋ SU์ SR ๊ณต์์ฒด๊ฐ ๋น๋ก ๊ฐ์ ๋ฐฐํฉ์ผ๋ก ์ ์๋์์ง๋ง ๋ค๋ฅธ ๋ ํ์ค๋์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์์์กฐ๊ฑด ๋ฐ ๊ฐ์ฌ์ ์ ๋ถ์ฐ๋ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
๋ํ, ๋ณธ ์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ๊ฐ์ฌ์ ๋ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ณด๋ค๋ ๋ณํ๋ฅ๋ ฅ ์ฆ๊ฐ์ ํฌ๊ฒ ๊ธฐ์ฌํ์๋ค. SU์ SR ๊ณต์์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ์ชผ๊ฐฌ ์ธ์ฅ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ์ดํ ๊ท ์ด๋ฉด ์ฌ์ด์
๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ์ธ์ฅ๋ ฅ์ ์ ๋ฌํ๋ฉด์ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ณด๋ค ๋ณํ ๋ฅ๋ ฅ์ด ํฌ๊ฒ ํฅ์๋์๋ค.
Table 2 Mixture proportions of concrete
|
Nominal strength
|
W/C (%)
|
Unit weight (kg/m3)
|
W
|
C
|
S
|
G
|
SP
|
24
|
49.4
|
162
|
328
|
869
|
979
|
3.5
|
60
|
29
|
180
|
620
|
625
|
935
|
8.06
|
*Maximum aggregate size=25 mm
|
|
Fig. 3 Splitting tensile strength of concrete
|
์ฒ ๊ทผ์ SD400 D10, SD400 D13, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ SD500 D25๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์ฒ ๊ทผ์ ๊ธฐ๊ณ์ ์ฑ์ง์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด KS B 0801์ ๊ธ์์ฌ๋ฃ
์ธ์ฅ์ํ ๊ท์ ์ ๋ฐ๋ผ ์ํํธ์ ์ ์ํ์๊ณ KS B 0802์ ๋ฐ๋ผ ์ํ์ ์ค์ํ์๋ค. ์ฌ์ฉํ ์ฒ ๊ทผ์ ๊ธฐ๊ณ์ ํน์ฑ์ Table 3์ ๋ํ๋๋ค.
Table 3 Mechanical properties of reinforcement
|
Type
|
(MPa)
|
(ฮผฮต)
|
(GPa)
|
SD400 D10
|
467
|
2,382
|
196
|
SD400 D13
|
480
|
2,400
|
200
|
SD500 D25
|
555
|
2,968
|
187
|
3. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ
3.1 ์คํ์ฒด SU-A~SU-F
์คํ์ฒด SU-A~SU-F๋ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋์ง ์์ ์คํ์ฒด๋ก ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 4, 5์ Table 4์ ๋ํ๋๋ค. ์คํ ๊ฐ๋๋ โSU-B (408
kN) > SU-C (272 kN) > SU-D (228 kN) > SU-A (155 kN) > SU-E โ SU-F (150 kN)โ์์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
SFRC๊ฐ ์ธ์ฅ๋์ ์ฌ์ฉ๋ ๋จ๋ฉด B~D๋ SFRC๊ฐ ์์ถ๋์ ์ฌ์ฉ๋ ๋จ๋ฉด E์ F์ ๋นํด ํฐ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ณด์๊ณ , ์ธ์ฅ๋๊ฐ 24MPa์ธ ๋จ๋ฉด A, E,
F๋ ์ด๊ธฐ ์ฌ์ธ์ฅ(์ํ) ๊ท ์ด ๊ฐ๋๊ฐ ๋น์ทํ์๋ค. ๋จ๋ฉด E์ F๋ ๋จ๋ฉด A์ ๋น์ทํ ์ด๊ธฐ ํจ ๊ท ์ด์์์ ๋ณด์๊ณ , ํจ ๊ท ์ด์ด ๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ๊ณ๋ฉด์ ๋๋ฌํ๋
์๊ฐ ์ํ๊ท ์ด ๋ฐ์๊ณผ ํจ๊ป ํ์ค์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์ํ์๋ค.
ํจ ์ฒ ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ์ดํด๋ณด๋ฉด, SU-B์์๋ง ํจ ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณต๋ณํ๋ฅ ์ ๋๋ฌํ์๋ค(). SU-B์ ํจ ์ฒ ๊ทผ์ ํญ๋ณตํ์์ง๋ง, ํ์ค์ด ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ ์ง์ค๋๋ฉด์ ์ต์ข
์ ์ผ๋ก ์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค.
Fig. 5๋ ์ต์ข
ํ๊ดด ๊ท ์ด ์์์ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋จ์ผ๋จ๋ฉด A์ B๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ ์ํด ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด C~F๋ ์ํ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ์๋ค.
์ ๋จ๋ฉด์ SFRC๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ๋จ๋ฉด B๋ 2๊ฐ์ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ํญ์ด ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํด ์์ํ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด์ ํ๊ดด๊ฐ ๋ ๋ฐ๋ฉด, ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด C~F๋ ๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ๊ณ๋ฉด์์์
์ํ์ ๋จ๊ท ์ด๊ณผ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ํจ๊ป ๋ฐ์ํ์๋ค. ๋ํ, ์ธ์ฅ๋์ SFRC๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ๋จ๋ฉด B~D๋ ์ผ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ๋จ๋ฉด๋ค์ ๋นํด ํจ ๊ท ์ด์ด ๋ง์ด
๋ถ์ฐ๋์ด ํจ ๊ท ์ด ๊ฐ์๋ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์๊ณ ๊ท ์ด ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ค์ด๋ค์๋ค.
ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ํ๊ดด ๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ์์ธํ ์ดํด๋ณด๋ฉด ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(24 MPa) ๋จ๋ฉด์์ ๋ฐ์ํ ํจ ๋ฐ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ์ต์ข
ํ๊ดด์ ์ํฅ์ ์ฃผ์๋ค. ์์ถ๋๊ฐ
์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ธ ๋จ๋ฉด C์ D๋ ์๋ถ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์์ ๋ฐ์ํ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ๊ณ๋ฉด์ ๋ฐ๋ผ ์ํ ๊ท ์ด ํ๊ดด๋ฅผ ๋ฐ์์์ผฐ๊ณ , ์ธ์ฅ๋๊ฐ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ธ ๋จ๋ฉด E์
F๋ ํ๋ถ ํจ ๊ท ์ด์ด ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด๋ก ๋ฐ์ ํ๋ฉด์ ๊ณ๋ฉด์์ ์ํ๊ท ์ด ํ๊ดด๋ฅผ ๋ฐ์์์ผฐ๋ค.
|
Fig. 4 Vertical load-center displacement relationship of SU-A~ SU-F
|
|
|
Fig. 5 Crack pattern of SU-A~SU-F at the end of test
|
3.2 ์คํ์ฒด SR-A~SR-F
์คํ์ฒด SR-A~SR-F๋ ์ํ์ ๋จ๋ณด๊ฐ์ด ์ฌ์ฉ๋ ์คํ์ฒด๋ค๋ก ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 6, 7๊ณผ Table 4์ ๋ํ๋๋ค. ์คํ ๊ฐ๋๋ โSR-B (490
kN) > SR-F (402 kN) > SR-E (322 kN) > SR-C (292 kN) > SR-A(280 kN) > SR-D (248 kN)โ์์ผ๋ก
๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด์ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ฌ๋ฆฌ ์์ถ๋๊ฐ ๊ณ ๊ฐ๋ SFRC์ธ ๋จ๋ฉด B, E, F๊ฐ ์์ถ๋๊ฐ ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ธ ๋จ๋ฉด A, C, D๋ณด๋ค ํฐ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ
๋ณด์๋ค. ๋ํ, ๋จ๋ฉด A๋ ๋จ๋ฉด D๋ณด๋ค 13% ํฐ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋๋ค.
Fig. 6์ ํ์ค ๋ณ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด, ๋จ๋ฉด B๋ ํจ ํญ๋ณต์ด ๋ฐ์ํ์ฌ ์ต๋ ํ์ค์ดํ ์ฐ์ฑ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์๊ณ ๋จ๋ฉด A์ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด C~F๋ ์ต๋ํ์ค ์ดํ
ํ์ค์ด ์์ํ ๊ฐ์ํ๋ ์ ๋จํ๊ดด ๊ฑฐ๋์ ๋ํ๋๋ค.
ํจ ์ฒ ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ์ดํด๋ณด๋ฉด, SR-B์ SR-F์์ ํจ ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณต๋ณํ๋ฅ ์ ๋๋ฌํ์๋ค. SR-B๋ ํจ ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณตํ ์ดํ() ์ฐ์ฑ์ ์ธ ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๋ฉฐ ํจ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค. SR-F๋ ํจ ํญ๋ณตํ์์ง๋ง() ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด๊ณผ ๊ณ๋ฉด์ ์ํ๊ท ์ด์ ํ์ค์ด ์ง์ค๋๋ฉด์ ์ต์ข
์ ์ผ๋ก ์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค.
Fig. 7์ ์ต์ข
ํ๊ดด ๊ท ์ด ์์์ ๋ํ๋ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋จ์ผ๋จ๋ฉด B๋ ํจ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๊ณ , ๋จ์ผ๋จ๋ฉด A์ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด C์ D๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ ์ํด, ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด
E์ F๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด๊ณผ ์ํ๊ท ์ด์ ์ํด ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค. ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ํด ์ํ๊ท ์ด์ด ์ต์ ๋์ด ์์ง์ ๋จ ํ๊ดด๊ฐ ์ง๋ฐฐ์ ์ด์๋ค.
๋ค๋ง, ๋จ๋ฉด E์ F๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ํ ์ํ๊ท ์ด์ ์ํด ํ์ค์ด ๊ฐ์ํ์๋ค.
|
Fig. 6 Vertical load-center displacement relationship of SR-A~ SR-F
|
|
|
Fig. 7 Crack pattern of SR-A~SR-F at the end of test
|
Table 4 Test results of specimen 1-A~1-D
|
Specimens
|
(MPa)
|
|
(kN)
|
1)
(kN)
|
Code prediction (kN)
|
|
|
|
|
Failure mode5)
|
24 MPa
|
60 MPa
|
|
24 MPa
|
60 MPa
|
|
|
|
|
|
|
SU-A
|
21
|
-
|
21
|
-
|
78
|
-
|
68
|
76
|
-
|
-
|
-
|
-
|
1.15
|
1.02
|
-
|
-
|
DT
|
SU-B
|
-
|
56
|
56
|
3.93
|
204
|
-
|
-
|
-
|
110
|
117
|
164
|
-
|
1.85
|
1.74
|
1.25
|
-
|
DT
|
SU-C
|
21
|
56
|
43
|
3.93
|
136
|
604
|
30
|
34
|
62
|
65
|
92
|
198
|
1.49
|
1.38
|
1.12
|
3.05
|
DT+HS
|
SU-D
|
21
|
56
|
34
|
3.93
|
114
|
507
|
50
|
56
|
29
|
31
|
43
|
198
|
1.44
|
1.31
|
1.22
|
2.56
|
DT+HS
|
SU-E
|
21
|
56
|
34
|
3.93
|
75
|
333
|
38
|
42
|
49
|
52
|
72
|
198
|
0.87
|
0.80
|
0.68
|
1.68
|
DT+HS
|
SU-F
|
21
|
56
|
43
|
3.93
|
75
|
333
|
18
|
20
|
81
|
86
|
120
|
198
|
0.76
|
0.71
|
0.54
|
1.68
|
DT+HS
|
SR-A
|
22
|
-
|
22
|
-
|
140
|
-
|
69
|
77
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2.02
|
1.81
|
-
|
-
|
DT
|
SR-B
|
-
|
59
|
59
|
4.87
|
245
|
-
|
-
|
-
|
113
|
120
|
203
|
-
|
2.16
|
2.05
|
1.21
|
-
|
Flexure
|
SR-C
|
22
|
59
|
45
|
4.87
|
146
|
649
|
30
|
34
|
63
|
67
|
113
|
757
|
1.55
|
1.44
|
1.01
|
0.86
|
DT
|
SR-D
|
22
|
59
|
36
|
4.87
|
124
|
551
|
51
|
57
|
30
|
32
|
54
|
757
|
1.53
|
1.40
|
1.19
|
0.73
|
DT
|
SR-E
|
22
|
59
|
36
|
4.87
|
161
|
716
|
39
|
43
|
50
|
53
|
90
|
757
|
1.81
|
1.68
|
1.26
|
0.95
|
DT+HS
|
SR-F
|
22
|
59
|
45
|
4.87
|
201
|
893
|
18
|
21
|
83
|
88
|
149
|
757
|
1.98
|
1.85
|
1.20
|
1.18
|
DT+HS
|
1), = Shear span, =Distance from extreme compression fiber to centroid of tension reinforcement
2)=(24MPa)+(60MPa); 3)=(24MPa)+(60MPa); 4)=(24MPa)+(60MPa)
5)DT: Diagonal Tension, HS: Horizontal Shear
|
4. ์คํ๋ณ์ ๋ถ์ ๋ฐ ํํ๊ธฐ์ค๊ณผ์ ๋น๊ต
4.1 ์ค๊ณ๋ณ์์ ์ํฅ
์ค๊ณ๋ณ์์ ์ํฅ์ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํด Fig. 8์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ๋น์ ์ ํจ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ณํ๋ฅผ ๋ํ๋๋ค. Fig. 8(a)๋ ์ต์ ์ํ์ ๋จ ๋ณด๊ฐ๊ทผ
์ฌ์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋จ๊ฐ๋ ๋ณํ๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋จ์ผ ๋จ๋ฉด A์ B์ ๊ฒฝ์ฐ 450 mm๊ฐ๊ฒฉ(d/2 ์ด์)์ผ๋ก ๋ฐฐ์น๋ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ํด ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด C์ D๋ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์์๊ณ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด E์ F๋ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ๋ณด๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ 2๋ฐฐ ์ด์ ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
Fig. 8(b-1)์ SFRC๊ฐ ์ธ์ฅ์ธก์ ์ฌ์ฉ๋ ์คํ์ฒด๋ค์ ๊ฐ๋๋ณํ๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ฌ๊ธฐ์, ๊ฐ๋ก์ถ์ ๋จ๋ฉด์ ๋น๋ก ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ๋๋ฅผ ํ๊ท ํ ์ ํจ์ฝํฌ๋ฆฌํธ
๊ฐ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋จ๊ฐ๋ ๋ณํ๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋์ฒด๋ก ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ ๋ฌด์ ๊ด๊ณ์์ด ๊ณ ๊ฐ๋ SFRC ๋จ๋ฉด์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด์ ๋น๋ก์ ์ผ๋ก ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ์์ธ์ ์ผ๋ก
A๋จ๋ฉด์ด ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ฐ๋๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ฐํ๋์๋ค.
|
Fig. 8 Effects of test parameters
|
๋ฐ๋ฉด, SFRC๊ฐ ์์ถ๋์ ๋ณด๊ฐ๋ ๋จ๋ฉด(Fig. 8(b-2))์์๋ ์ํ์ ๋จ ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์ฌ์ฉ๋ ๊ฒฝ์ฐ SFRC ๋ฉด์ ์ ๋น๋กํ์ฌ ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์์ง๋ง
์ํ์ ๋จ ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ ์์ถ๋์ SFRC์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์์๋ค. ์ด๋ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์๋ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด E์ F์์๋ ๊ณ๋ฉด์์ ๋ฐ์ํ
์ํ๊ท ์ด์ ์ํด ์์ถ๋์ SFRC๊ฐ ์ ์ญํ ์ ํ์ง ๋ชปํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ ์ํ์ ๋จ ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๊ณ๋ฉด์์์ ์ํ๊ท ์ด์ด ์ต์ ๋์ด ์์ถ๋์
SFRC๊ฐ ์ ๋จ๊ฐ๋์ ํฌ๊ฒ ๊ธฐ์ฌํ์๋ค.
4.2 ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ๊ธฐ์ฌ๋
์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ๊ธฐ์ฌ๋๋ฅผ ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํด Fig. 9์ ํ์ค๊ณผ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋๋ค. ์ํ๊ท ์ด ๋ฐ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ์์๋๋ ์์น์ ์ฒ ๊ทผ์ฉ
๋ณํ๋ฅ ๊ฒ์ด์ง 4๊ฐ๋ฅผ ๋ถ์ฐฉํ์๋ค. ์คํ์ฒด SR-B๋ L2 ์์น์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณต์ ๊ฒฝํํ์๊ณ , SR-E์ F๋ L2์ R2 ์์น์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณตํ์๋ค.
SR-E์ F๋ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณตํ ์ดํ ํญ๋ณต ๋ณํ๋ฅ ์ 10๋ฐฐ ์ด์ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ์ด๋ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ์ํ์ ๋จ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ์์ง์ ๋จ์๋ ๊ธฐ์ฌํ ๊ฒ์ผ๋ก SR-E์
F๊ฐ ๋ฌดํก๋ณด๊ฐ ์คํ์ฒด์ธ SU-E์ F๋ณด๋ค 2๋ฐฐ ์ด์ ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ ์์ธ์ด๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ๋ณด๊ฐ๋ ๋จ๋ฉด์ ์์น์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๊ธฐ์ฌ๋ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์๋ค. SFRC๊ฐ ์ธ์ฅ๋์ ์์นํ ๋จ๋ฉด C์ D์์๋ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณตํ์ง ์์์ง๋ง,
์์ถ๋์ ์์นํ ๋จ๋ฉด E์ F์์๋ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณตํ์๊ณ ํฐ ๋ณํ์ ๋ณด์๋ค. ์ด๋ Fig. 10์์์ ๊ฐ์ด ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๊ธฐ์ฌ๋๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ๋์ ๋ฐ๋ฅธ
์์ถ๋ ๊น์ด(c)์ ์ธ์ฅ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ์ฌ์ ์ฌ์ฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ํญ์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ ๊ฒ์ด๋ค. ์์ถ๋๊ฐ ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ธ SR-A, C, D์
๊ฒฝ์ฐ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ์ ์ํ ์์ถ๋ ๊น์ด๊ฐ ํฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์๋์ ์ผ๋ก ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ๊ธธ์ด๊ฐ ์งง์์ง๊ณ , ์์ถ๋๊ฐ ๊ณ ๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ธ SR-B, E, F์ ๊ฒฝ์ฐ ์์ถ๋
๊น์ด๊ฐ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ๊ธธ์ด๊ฐ ๊ธธ์ด์ง๋ค(๊ฐ๋ ฅ์ ์ผ๋ก ๊ฐ์๋ก ๊ท ์ด ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฐ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ). ๋ฐ๋ผ์, ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๊ดํตํ๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ๊ธธ์ด๊ฐ ์๋์ ์ผ๋ก
๊ธด SR-B, E, F์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๋ณํ๋ฅ ์ด ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๊ณ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ์์ง์ ๋จ์ ํฌ๊ฒ ๊ธฐ์ฌํ๋ฉฐ ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ๋ํ, ์คํ์ฒด SR-B, C,
D๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํด ์ธ์ฅ๋์ ์์นํ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ํญ์ด ์ต์ ๋์๊ณ , ๊ทธ์ ๋ฐ๋ผ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ๊ดํตํ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ด ๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ์์ถ๋์ ์์นํ SR-E์
F์ ๋นํด ์๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
SR-A๊ฐ SR-D๋ณด๋ค ํฐ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ณด์ธ ๊ฒ๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ํญ์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ ๊ฒ์ด๋ค. SR-A๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๊ดํตํ๋ฉด์ ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ SU-A๋ณด๋ค
78% ์ฆ๊ฐํ์๋ค. SR-D๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๊ดํตํ์์ง๋ง, ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ SU-D์ ๋นํด 9% ์ํญ ์์นํ์๋ค. ์ด๋ Fig. 10(c)์
๊ฐ์ด ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ํญ์ด ์ธ์ฅ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํด ์ต์ ๋์๊ณ , ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๋ณํ๋ฅ ๋ SR-A ์คํ์ฒด์ ๋นํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
|
Fig. 9 Measured load โ strain relationship of stirrups
|
|
|
Fig. 10 Contribution of shear reinforcement and steel fibers
|
4.3 ์์ง์ ๋จ๊ฐ๋ ๊ธฐ์ค์๊ณผ์ ๋น๊ต
๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํฉ์ฑ ๋ณด์ ์์ง ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด ์คํ๊ฒฐ๊ณผ์ ํํ ๊ธฐ์ค์(ACI318, ACI544)์ผ๋ก ์์ธกํ ๊ฐ์ ๋น๊ตํ์๋ค(Table
4). ๋จ์ผ๋จ๋ฉด์ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์์ธ ์ (1), (2) ๋๋ SFRC ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฐ๋์์ธ ์ (3)์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์์ธกํ์๊ณ , ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์
๊ฐ ์์์ ํน์ฑ์ ๋ง๊ฒ ๊ณ์ฐํ ๋ค ๋จ์ ๋๊ฐ๋ฒ์ผ๋ก ์์ธกํ์๋ค.
|
Fig. 11 Strength predictions of current design codes
|
Fig. 11(a)์ ACI318 ์์ธก ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ดํด๋ณด๋ฉด, ์ํ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ SU-E์ F ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ ์ธํ๊ณ ๋ชจ๋ ์์ ์ธก์ผ๋ก ์์ธกํ์์ง๋ง, ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์
์ํฅ์ด ๋ฐ์๋์ง ์์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์คํ์ฒด๋ค์ ๋ํด ํฌ๊ฒ ๊ณผ์ํ๊ฐํ์๋ค( =1.31~2.16). SU-E์ F ์คํ์ฒด๋ ๊ณ๋ฉด์์ ๋ฐ์ํ ์ํ์ ๋จ ๊ท ์ด์ ์ํด ์์ถ๋์ SFRC๊ฐ ์ ๋จ๊ฐ๋์ ๊ธฐ์ฌํ์ง ๋ชปํ์ฌ ํฌ๊ฒ ๋น์์ ์ธก์ผ๋ก
์์ธกํ์๋ค. ์คํ๊ฐ๋๊ฐ SFRC๋ฅผ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ๊ฐ์ ํ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์ ์๋ ๋ฏธ์น์ง ๋ชปํ์๋ค.
๋ฐ๋ฉด์ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ํด ACI544์์ ์ ๊ณตํ๋ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์(์ (3))์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์์ธกํ ๊ฒฝ์ฐ๋ Fig. 11(b)์ ๊ฐ์ด
SU-E์ F ์คํ์ฒด(์ํ์ ๋จํ๊ดด)๋ฅผ ์ ์ธํ๊ณ ๋๋ถ๋ถ ์ ์์ธกํ์๋ค. ํนํ, ๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ๋ณด๊ฐ๋ ์คํ์ฒด๋ค์ ๋ํด์๋ ์ ํํ ์์ธกํ์๋ค( = 1.01~1.26).
๋ํ Fig. 11์์ ๋จ๋ฉด์ด 24 MPa๋ก ํก๋ณด๊ฐ๋ ์คํ์ฒด SR-A๋ ์คํ๊ฐ์ด ACI318 ์ ๋จ๊ฐ๋ ์ผ๋ฐ์์ผ๋ก ์์ธกํ ๊ฐ์ 2๋ฐฐ์ด์ ๋์๋๋ฐ, ์ด๋
์ฌ์ธ์ฅ๊ท ์ด๋ฉด์ด ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๊ดํตํ๋ฉด์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ์ ๋จ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ์ ๊ธฐ์ฌํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค(Fig. 9 ์ฐธ์กฐ).
4.4 ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋
๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ผ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ก ๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ๊ณ๋ฉด์์์ ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด ๋ณธ ์คํ๊ณผ ๊ธฐ์กด์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ํ์ ๋จ๋ ฅ์ ๊ดํ ํํ ๊ธฐ์ค์๊ณผ ๋น๊ตํ์๋ค.
๋ณธ ์คํ์์๋ ์์ถ๋๊ฐ ๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ๊ณ๋ฉด ์๋ถ์ ์์นํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ Fig. 2์ Case 1 ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ์ํ์ ๋จ๋ ฅ()์ ๊ณ์ฐํ์๋ค(Table 4). SR-C์ D ์คํ์ฒด๋ ์ํ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ์ง ์์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋น๊ต์์ ์ ์ธ์์ผฐ๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ณ๋ฉด์ ์ํ์ ๋จ๋ ฅ์ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํด ๋ณธ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ Banta20)์ ๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ UHPC (Ultra High Performance Concrete)์ ๊ฒฝ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ํ์ ๋จ ํธ์ฌ์คํ ์คํ(push-off
test) ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํจ๊ป ๋น๊ตํ์๋ค. ๋ณธ ์คํ์์๋ ๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ๊ณ๋ฉด์ ๊ฑฐ์น๋ฉด ํ์ฑ์ ์ํด ์ง์ฐ์ (์๋ฉํธ์ ์์ ์๋๋ฅผ ์ง์ฐ์์ผ์ฃผ๋ ํํ์ฝํ)์ ์์์
ํ์ฉํ์ฌ Fig. 12์ ๊ฐ์ด ๊ณ๋ฉด์ ๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ต๋ํ ๋๋ฌ๋๋๋ก ์ฒ๋ฆฌํ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด, Banta๋ ์ฃผ๋ก ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ์ง ์์ ์คํ์ฒด๋ค์ ๋์์ผ๋ก ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ๋น์
์ํ์ ๋จ๊ฐ๋์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ดํด๋ณด์๋ค.
|
Fig. 12 The interface condition of specimens
|
ํํ ๊ธฐ์ค์์ผ๋ก๋ ACI31813), AASHTO LRFD18), CSA19)์์ ์ ์ํ๋ ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋ ์์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ACI318์ ์ต์์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์๊ฑฐ๋ ํ๋ฉด์ ๊ฑฐ์น ๊ฒ ๋ง๋ค์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์ํ์ ๋จ๋ ฅ์ 0.56 MPa๋ก,
์ต์ ์ ๋จ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์๊ณ ํ๋ฉด์ด ์ฝ 6 mm ๊น์ด๋ก ๊ฑฐ์น ๊ฒ ๋ง๋ค์ด์ง ๊ฒฝ์ฐ (MPa)๋ก ์ ์ํ๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ์ํ์ ๋จ๋ ฅ์ด 3.5 MPa ์ด์์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์ค๊ณ๋ฒ์ ๋ฐ๋ฅด๋๋ก ํ๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ AASHTO LRFD์ CSA๋
Table 5์ ๊ฐ์ด ๊ณ๋ฉด์ ์ํ์ ๋ฐ๋ผ ์ ์ฐฉ๋ ฅ()์ ๋ง์ฐฐ๊ณ์()๋ฅผ ๋ฌ๋ฆฌํ์ฌ ์ (7)๊ณผ ๊ฐ์ด ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋์์ ์ฐ์ ํ๋ค. ๋จ, ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ๊ณผ ๋ถ๋ฆฌ ํ์ค๋ ๊ณ๋ฉด์ด ์์งํ ๊ฒฝ์ฐ์ ํํ๋ค.
|
Fig. 13 Horizontal shear stress for specimens
|
Table 5 Horizontal shear stress without shear reinforcement
|
Code
|
Interface condition
|
(MPa)
|
|
AASHTO18)
|
Clean, free of laitance, with surface intentionally roughened to an amplitude of 6
mm
|
1.66
|
1.0
|
Clean, free of laitance, but not intentionally roughened
|
0.52
|
0.6
|
CSA19)
|
For concrete placed against hardened concrete with the surface clean and intentionally
roughened to a full amplitude of at least 5 mm
|
0.50
|
1.0
|
For concrete placed against hardened concrete with the surface clean but not intentionally
roughened
|
0.25
|
0.6
|
(MPa) (7)
์ฌ๊ธฐ์, ์ ์ ๋จ๋ฉด(shear plane)์ ์์ง๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์์ฉํ๋ ์๊ตฌํ์ค์ด๊ณ ๋ ์ด ๋จ๋ฉด์ ์ด๋ค.
Fig. 13์ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ์ ํํ๊ธฐ์ค์์ ๋น๊ตํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ํ์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ SU์คํ์ฒด(ํฐ์), SR-E, F (๊ฒ์ ์)์ ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ์ง
์์ Banta ์คํ์ฒด(ํ์)๋ฅผ ํจ๊ป ๋น๊ตํ์๋ค. ๋จผ์ , Banta ์คํ์ฒด์ ๋ํด 3๊ฐ์ง ๊ธฐ์ค(์ค์ ) ๋ชจ๋ ์์ ์ธก์ผ๋ก ์์ธกํ์๋ค. AASHTO LRFD์
CSA๋ Clamping stress์ ๋ํ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ์ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ ํํ ์์ธกํ์์ง๋ง, ACI318์ ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์ํฅ์
๊ณ ๋ คํ์ง ๋ชปํ์ฌ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ์ฌ์ฉ๋ ์คํ์ฒด์ ๋ํด ๋ณด์์ ์ผ๋ก ์์ธกํ์๋ค(1.77~5.12).
๋ฐ๋ฉด์ ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ ๋ณธ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ํด CSA๋ ๋๋ถ๋ถ ๋ณด์์ ์ผ๋ก ์์ธกํ์๊ณ (1.89~3.42), ACI318์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ์๋ SU ์คํ์ฒด์ ๋ํด์๋ง ๋ณด์์ ์ผ๋ก ์์ธกํ์๋ค(1.68~3.05). ASSHTO LRFD๋ ๋๋ถ๋ถ ๋น์์ ์ธก์ผ๋ก ์์ธกํ์ฌ ์์ ์ฑ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์ฐ๋ ค๋๋ค(0.57~1.13). ํนํ ์์ถ๋์ SFRC๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ SU-E์ SU-F ์คํ์ฒด์ ๋ํด์๋ ๋ก ํฌ๊ฒ ๋น์์ ์ธก์ผ๋ก ์์ธกํ์๋ค.
์คํ๊ฒฐ๊ณผ์ ํํ ๊ธฐ์ค์ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ์ง ์์ SFRC ์คํ์ฒด๋ AASHTO LRFD์์ ์ ์ํ๋ =0.52, =0.6์ ์ฌ์ฉํ ์์ธก์ด ๊ฐ์ฅ ์ ํํ์๊ณ , ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ ์คํ์ฒด๋ ์ํ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ์ฌ์ ์ ๋ฌด์ ๋ฐ๋ผ ์ฐจ๋ฑ์ ๋๋ ACI318 ๋ฐฉ๋ฒ์ด ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ฐ์ฅ ์
์์ธกํ์๋ค.
5. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ํ๋ฆฌ์บ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํ์ฅํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํฉ์ฑ๋ณด์ ์ ๋จ๊ฑฐ๋์ ์ดํด๋ณด๊ธฐ ์ํด ๊ณ ๊ฐ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(60 MPa)์ ๋ณดํต๊ฐ๋
์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(24 MPa)์ ๋จ๋ฉด์ ๋น์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ๋น๋ฅผ ๋ณ์๋ก ๋จ์์ง์ง๋ณด ์คํ์ ์ํํ์๋ค. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด ์ค๊ณ์ ๊ณ ๋ ค์ฌํญ
๋ฐ ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ์ ๋จ ๊ฑฐ๋์ ์ดํด๋ณด์๊ณ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์์ฝํ ์ ์๋ค.
1)๊ณ ๊ฐ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(SFRC)๊ฐ ์ธ์ฅ๋์ ์ฌ์ฉ๋ ํฉ์ฑ๋ณด์์๋ ์ํ์ ๋จ์ ์ํ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ์ฌ์ฉ๋์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ, ํํ๊ธฐ์ค์ ๋ฐ๋ผ ์ํ์ ๋จํ๊ดด์
์ํด ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฒฐ์ ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ธก๋์์ผ๋, ์ธ์ฅ๋์ ๋ณด๊ฐ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํด ํจ ์ธ์ฅ๊ท ์ด์ด ๊ณ๋ฉด๊ท ์ด๋ก ๋ฐ์ ํ๋ ๊ฒ์ ์ต์ ํ์ฌ ์์ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ
๋ํ๋๋ค. ์ด๋ก ์ธํ์ฌ, ์ํ์ ๋จ๋ณด๊ฐ์ ๋ฌด์ ๊ด๊ณ์์ด SFRC์ ๋จ๋ฉด์ ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด์ ๋น๋ก์ ์ผ๋ก ํฉ์ฑ๋จ๋ฉด์ ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
2)SFRC๊ฐ ์์ถ๋์ ์ฌ์ฉ๋ ํฉ์ฑ๋ณด์์๋ ์ํ์ ๋จ๋ณด๊ฐ์ด ์ฌ์ฉ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ํฉ์ฑ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ SFRC์ ๋จ๋ฉด์ ๋น์ ๋น๋กํ์ฌ ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋, ์ํ์ ๋จ๋ณด๊ฐ์ด
์ฌ์ฉ๋์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ํํ๊ธฐ์ค์ ์์ธก๊ฒฐ๊ณผ์ ๊ฐ์ด ๊ณ๋ฉดํ๊ดด๋ก ์ธํ์ฌ ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ์ง ์์๋ค. ์ด๋ ์ธ์ฅ๋์ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์์ ๋ฐ์ํ ํจ ๊ท ์ด์ด ์ฝ๊ฒ
๊ณ๋ฉดํ๊ดด๋ก ์ง์ ๋์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
3)์ต์์ํ์ ๋จ๋ณด๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ, ์์ถ๋์ SFRC๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ํฉ์ฑ๋ณด๊ฐ ์ธ์ฅ๋์ SFRC๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ํฉ์ฑ๋ณด๋ณด๋ค ํฐ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ฐํํ์๋ค. ๊ทธ ์ด์ ๋
๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํฅ๋ณด๋ค๋ ์์ถ๋์ ๊ณ ๊ฐ๋์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฅผ ์ฌ์ฉํจ์ผ๋ก์จ ์ธ์ฅ๋์ ๊น์ด๊ฐ ๊ธธ์ด์ ธ์ ์ํ์ ๋จ๋ณด๊ฐ์ด ์์ง์ ๋จ์ ๊ธฐ์ฌํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
4)์ต์์ํ์ ๋จ๋ณด๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ACI544์์ ์ ๊ณตํ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ ๋จ๊ฐ๋์๊ณผ ์ผ๋ฐ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์ผ๋ฐ์์ ๋จ์ ๋๊ฐ๋ฒ์ผ๋ก ๊ณ์ฐํ
๊ฒฝ์ฐ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ์์ธกํ์๋ค(=1.01~1.26). ์ต์์ํ์ ๋จ๋ณด๊ฐ ์์ด ์์ถ๋์ SFRC๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ํฉ์ฑ๋ณด์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ํ์ ๋จํ๊ดด๋ก ์ธํ์ฌ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ณผ๋ํ๊ฐํ์๋ค.
5)๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ์ฌ์ฉ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ณ๋ฉด์ ์ํ์ ๋จ์ ๋ํ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ์ ํํ๊ธฐ์ค์ ๋น๊ตํ๋ฉด ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ์ง ์์ ์คํ์ฒด์ ๋ํด์๋ ACI318, AASHTO
LRFD, CSA ๋ชจ๋ ์์ ์ธก์ผ๋ก ์์ธกํ์์ง๋ง, ACI318์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ํ์ง ๋ชปํ์ฌ ๋ณด์์ ์ผ๋ก ์์ธกํ์๋ค(1.77~5.12). ๋ฐ๋ฉด์ ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ ์คํ์ฒด์ ๋ํด์๋ ACI318์ด ๊ฐ์ฅ ์ ์์ธกํ์๊ณ AASHTO LRFD ์์ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํฌ๊ฒ ๋น์์ ์ธก์ผ๋ก
์์ธกํ์ฌ ์์ ์ฑ ๋ฌธ์ ๊ฐ ์ฐ๋ ค๋๋ค(0.57~ 1.13). ๋ฐ๋ผ์, AASHTO LRFD ์์ผ๋ก ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ณ๋ฉด์ ์ํ์ ๋จ๊ฐ๋ ์์ธก์ ๊ณ๋ฉด ์ฒ๋ฆฌ์ ๊ด๊ณ์์ด ๊ณ๋ฉด์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ํ์ง ์์
์ํ๋ก ๊ฐ์ ํ์ฌ ์ค๊ณํ์ฌ์ผ ํ๋ค.