-
1. ์ ๋ก
-
2. ์ค ํ
-
2.1 ์คํ ๋ณ์ ๋ฐ ๋ถ์ฌ ์์ธ
-
2.2 ๊ฐ๋ ฅ ๋ฐ ๊ณ์ธก ๊ณํ
-
2.3 ์ฌ๋ฃ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ์คํ ๊ณํ ๋ฐ ๊ฒฐ๊ณผ
-
3. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋ถ์
-
3.1 ์คํ๋ณ์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ
-
3.1.1 ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น(a/d)์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ
-
3.1.2 ์ ํจ๋์ด(d)์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ
-
3.2 ๊ท ์ด ์์ ๋ฐ ํ๊ดด ๋ชจ๋
-
3.3 ๋ณต๋ถ ์ฃผ์ธ์ฅ ๊ฐ๋ ๋ฐ ์๋ ฅ์ฌ๋ถ๋ฐฐ ๊ตฌ๊ฐ
-
4. ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ด๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์์ ๋จ๊ฐ๋ ํ๊ฐ
-
4.1 UHPFRC ์ ๋จ ๊ฐ๋ ํ๊ฐ์
-
4.1.1 Recommendations for Design and Construction for UHPC, AFGC Setra
-
4.1.2 fib model code 2010 / DIN EN 1992-1-1
-
4.1.3 Sato, et. al. (TU Delft)
-
4.2 UHPFRC ์ ๋จ ๊ฐ๋ ํ๊ฐ์๊ณผ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋น๊ต
-
5. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
์ด๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(UHPC)๋ ๊ณต๊ทน์ด ์๊ณ ๋ฐ์คํ๋ฉฐ ์ผ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋นํด ๊ท ์งํ๊ณ ์๊ธฐ ๋ค์งํจ๊ณผ๊ฐ ๋ฐ์ด๋ ์๊ณต์ฑ ๋ฐ ์ฑํ์ฑ์ด ์ฐ์ํ๋ค. ๋ํ 150MPa
์ด์์ ๋์ ์์ถ๊ฐ๋ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋ด๋ง๋ชจ์ฑ, ๋ด๊ท ์ด์ฑ ๋ฑ ๋ด๊ตฌ์ฑ๋ฅ์ด ๋ฐ์ด๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ ์ฉ ์ ์ ์ง, ๋ณด์์ ์ด์ ์ด ์๋ค.1) ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ด๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(UHPFRC)๋ ์ฌ๊ธฐ์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ์ ์ํ ๊ท ์ด ํ ์์ฌ๊ฐ๋๊ฐ ํฐ ํน์ง์ ๊ฐ์ง๋ค. ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ค๊ณ์์๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์
์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ง ์๋ ๊ฒ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ด์ง๋ง, UHPFRC๋ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ํ์๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๊ฐ์ ๋ถ์ฐฉ์๋ ฅ์ ์ํ ์๋ ฅ์ฌ๋ถ๋ฐฐ ํจ๊ณผ๊ฐ ๋ฐ์ด๋ ์๊ท ์ด์ด
๋๊ฒ ๋ถ์ฐ๋๋ฉฐ ์ฌ๋ฃ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๊ฐ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์ฌ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ถ์ฌ์ค๊ณ ์ ๊ณ ๋ คํ๋ ๊ฒ์ด ํฉ๋ฆฌ์ ์ด๋ค.1-5) ์ฌ๋ฃ์ ์๋ ฅ๋ถ์ฐํจ๊ณผ๊ฐ ๋ฐ์ด๋๊ณ ๊ฐ์ฑ์ด ํฌ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ฉด๋ด ์ ๋จ๊ฑฐ๋์ ์ ๋ฆฌํ ์ฅ์ ์ด ์์ด ๋๊ป๊ฐ ์๊ณ ๊ตฌ์กฐ์ ์ผ๋ก ์ต์ ํ๋ ๋จ๋ฉด์ ๊ฐ์ง ๋ถ์ฌ์ ์ค๊ณ๊ฐ
๊ฐ๋ฅํ๋ค. ์ด๋ฌํ ์ฅ์ ์ ํ์ฉํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์ผ๋ฐ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผ์ ์ต์ํํ๊ณ , ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํ ์ ๋จ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ๋ฅผ ํฉ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์์ธกํ์ฌ ์ค๊ณ๋ฅผ ํ๋ ๊ฒ์ด ์ค์ํ๋ค.
UHPFRC ๋ณด์ ์ ๋จ ๊ฑฐ๋์ ๋ํ ์คํ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ฒฝ์ ์ฑ๊ณผ ์๊ณตํธ์์ฑ, ๋ฐ์ด๋ ๊ตฌ์กฐ์ ์ฑ๋ฅ์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ๋ณต๋ถ ๋๊ป๋ฅผ ์ค์ธ Iํ ๋จ๋ฉด์ ๋ณต๋ถ ๋๊ป๋ 40~65mm๋ก
๋๊ป๊ฐ ์๊ณ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผํ์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๋๋ถ๋ถ์ด๋ค. Yang et al. (2012),2) Voo and Foster (2010),3) Hegger and Betram (2008)4)์ ์ ๋จ ์ฒ ๊ทผ์ด ์๋ Iํ ๋ณด์ ๋ํด ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น๋ฅผ ์ฃผ์ ๋ณ์๋ก ์คํํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น๊ฐ ์ปค์ง์๋ก ์ ๋จ๊ฐ๋๋ ๋๋ ทํ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ๊ณ
์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ ์ปค์ง์๋ก ์ ๋จ๊ฐ๋๋ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ธ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ํ์๋ค. ์๊ธฐ ์ฐ๊ตฌ์์ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์ ์ต์ข
ํ๊ดด๋ ๋ณต๋ถ ๊ท ์ด ์ง์ค ํ์์ ์ํ ์ฌ์ธ์ฅ
ํ๊ดด๋ฅผ ๋ณด์๋ค. Baby et al. (2014)5)์ Iํ ๋ณด๋ฅผ ํผ์
์ฌ์ ์ข
๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ผ๋ฐ์ฒ ๊ทผ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ๋จ๋ณด๊ฐํ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ๋จ๋ณด๊ฐํ์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ, ํ๋ ์คํธ๋ ์ค๋ฅผ ์ค ๊ฒฝ์ฐ์ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์ค๋ฅผ ์ฃผ์ง ์์
๊ฒฝ์ฐ์ ๋ํด 4์ ์ฌํ ์คํ์ ํ์๋๋ฐ, ์ ๋จ๊ฐ๋ ๋ฐ ๊ฑฐ๋์๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ผ๋ ํ๊ดด๋ชจ๋๋ ๊ตญ๋ถ ๊ท ์ด ์ง์คํ์์ ์ํ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด๋ก ๋์ผํ์๋ค. ์ฆ,
์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผํ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ ๋จ ๋ณด๊ฐ๊ทผ ํญ๋ณต ํ ๋ณต๋ถ ๊ท ์ด ์ง์คํ์์ ์ํด ์ต๋๊ฐ๋์ ๋๋ฌํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ ๋จ๋ณด์์ ๊ท ์ด์ง์คํ์์ ์ํ ์ฌ์ธ์ฅ
ํ๊ดด๋ ํจ ์คํ์์ ๊ท ์ด์ด ์ธ์ฅ๋จ์ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ํผ์ง ํ ํจ์ฒ ๊ทผ ํญ๋ณต์ ์ํด ์ต๋๊ฐ๋์ ๋๋ฌํ์ง ์๊ณ , ์ธ์ฅ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ ํญ๋ณต ํ ๊ตญ๋ถ ๊ท ์ด ์ง์ค์ ์ํด ์ต๋
๊ฐ๋๊ฐ ๊ฒฐ์ 6)๋๋ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ ๋งฅ๋ฝ์์ ์ดํดํ ์ ์๋ค. Redaelli D. (2006)7)๋ ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋ UHPFRC์ ์ง์ ๋ถ์ฌ ์ธ์ฅ์คํ์ ํตํด ์ฒ ๊ทผ๊ณผ UHPFRC์ ํฐ ๋ถ์ฐฉ์๋ ฅ7,8)์ผ๋ก ์ธํด ์ผ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ์ ์ฌ์ฉ์ผ๋ก๋ ๊ทนํ ํ๊ณ ์ํ์์ ๊ท ์ด ์ง์คํ์์ ํผํ๊ธฐ ํ๋ค๋ค๊ณ ์ง์ ํ ๋ฐ ์์ผ๋ฉฐ, ์ธ์ฅ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๋ UHPFRC์ ๊ฒฝ์ฐ
๊ทนํ ๋ณํ๋ฅ ์ด 0.0025์ด์์ด๋ฉฐ ์ด ๊ฐ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ SD400 ์ฒ ๊ทผ์ ํญ๋ณต ๋ณํ๋ฅ 0.002๋ณด๋ค ํฌ๋ค๋ ์ ๋ ์ฐธ๊ณ ํ ๋ง ํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ณธ
์ฐ๊ตฌ๋ UHPFRC ์ ๋จ๋ณด์ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด์ ๋ํ ๊ฑฐ๋์ ๋ถ์ํ๋ ๊ฒ์ ๋ชฉํ๋ก, ์ฐ๊ตฌ์ ํจ์จ์ ์ํ์ ์ํด ๋จ๋ฉด ๋๊ป๊ฐ ์๊ณ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ Iํ
UHPFRC ๋ณด๋ก ์ฐ๊ตฌ๋ด์ฉ์ ๊ตญํํ์๋ค.
UHPFRC ๋ณด์ ์ ๋จ์ค๊ณ ์ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ์ ๋ํ ๋ถ์์ ์ํด์๋ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(SFRC)์ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ๊ธฐ์ฌ๋ถ์
๋ํ ์ญํ์ ๊ธฐ์ ๋ฅผ ๊ฒํ ํ ํ์๊ฐ ์๋ค. Fig. 1์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ๋ก์ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด ์ ์ฃผ๊ท ์ด์์ ์๋ฅ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ SFRC ์ ๋จ์ ํญ๋ชจ๋ธ9)๋ก ์ (1)๊ณผ ๊ฐ์ด ํํ๋๋ค.
(1)
|
Fig. 1 Crack geometry relative to the shear behavior of a SFRC beam (Casanova and
Rossi,1997)9)
|
์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ๊ฐ๋๋ 45ยฐ๋ก ๊ฐ์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ถ์ฌ๊ฐ ๊ท ์ด์ ๋ฐ๋ผ ๋ฐ์ํ๋ ์๋ฅ์ธ์ฅ์๋ ฅ ์ ์ํด ์ ํญํ๋ค๊ฐ ๋ถ์ฌ ํ๋ถ์์ ์ฃผ๊ท ์ด์ ํญ์ด ์ต๋ ๊ท ์ดํญ ์ด ๋๋ฉด ๋ถ์ฌ๊ฐ ์ต๋๊ฐ๋์ ๋๋ฌํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ค๋ช
ํ๊ณ ์๋ค. ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด๋ชจ๋์์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ์ ์ํ ์ ๋จ์ ํญ ๊ธฐ์ ๋ UHPFRC์๋ ๋น์ทํ ๊ฐ๋
์ผ๋ก
์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ SFRC๋ ๊ตต์ ๊ณจ์ฌ๋ฅผ ํฌํจํ๋ ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์๋จ๊ณ ๋ฆฌํ ๊ฐ์ฌ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ฒ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ด๋ฉฐ, ๊ตต์ ๊ณจ์ฌ๋ก ์ธํด ๊ฐ์ฌ์
๋ณด๊ฐ๋น๋ฅผ ์ฆ๊ฐ์ํค๋๋ฐ ํ๊ณ๊ฐ ์์ด ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น๊ฐ 0.75% ๋ด์ธ๋ก ํฌ์ง ์๊ณ ๊ท ์ด ํ ์์ฌ์ธ์ฅ๊ฑฐ๋์ด ์ฐํ๊ฑฐ๋์ผ๋ก ์ ์๋๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ค.10,11) UHPFRC๋ ๊ตต์ ๊ณจ์ฌ ์์ด ๊ณต๊ทน์ด ์์ ๊ท ์งํ ๋งคํธ๋ฆญ์ค์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๊ฐ ์ฝ 2400MPa์ ์ด๋ฅด๋ ๊ณ ๊ฐ๋ ์ง์ ํ ๊ฐ์ฌ์ ๋ฅผ 1.5% ์ด์ ํผ์
ํ๋ฉฐ
๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ๊ทน์ ์ผ๋ก ํ์ฉํ ์ ์๋ ์ฌ๋ฃ์ด๋ค. ๊ธฐ์กด ๋ชจ๋ธ์ ์ธ์ฅ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด์ง ์๋ SFRC ์ง์ฌ๊ฐํ ๋จ๋ฉด ๋ถ์ฌ์์๋ ์ ํจํ๋, UHPFRC์
๊ฐ์ด ๊ท ์ด ํ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ ํ์ฅ์ ์ํ ์ธ์ฅ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ด ์ง๋ฐฐ์ ์ธ ๋ถ์ฌ์ ๊ฑฐ๋์ ์ค๋ช
ํ๋๋ฐ ํ๊ณ๊ฐ ์๋ค. ๋ํ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์คํ์ฒด ๋ณต๋ถ์ ๊ฐ์ด ์๋ ฅ์ฅ์ด ๊ท ์ผํ๊ฒ
ํ์ฑ๋๋ ๋ฉด๋ด์ ๋จ๊ฑฐ๋์ ๋ํด์๋ ์ ํฉํ์ง ์๋ค.
UHPFRC ๊ตฌ์กฐ ์ค๊ณ๋ ํ๋์ค ํ ๋ชฉํํ(AFGC)์์ ๋ฐ๊ฐํ ์ง์นจ12)์ด ๊ฐ์ฅ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋๋ฐ, ์ด ์ค ์ ๋จ ๊ฐ๋ ์ค๊ณ์์ ๋งคํธ๋ฆญ์ค์ ์ํ ๊ฐ๋์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ์ ์ํ ๊ฐ๋ ์ฆ๊ฐ๋ถ์ ๋ํด ๋ณ๋์ ํญ์ผ๋ก ์ ๋ฆฌํ์ฌ ๋์
ํฉ์ผ๋ก ์ ์ํ๊ณ ์์ผ๋ ์ด์ ๋ํ ์คํ์ ๊ทผ๊ฑฐ ๋ฐ ์ด๋ก ์ ๋ฐฐ๊ฒฝ์ ๋ฏธ์ฝํ๋ค. AFGC ์ง์นจ์์๋ ์ (1)์ UHPFRC์์ ๊ฐ์ฌ์ ์ ๋จ ๊ธฐ์ฌ๋ถ์ผ๋ก
์ ์ํ๋, ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ ๊ฐ๋๋ 45ยฐ๊ฐ ์๋ ๋ณต๋ถ์์ ์ฃผ์๋ ฅ๋ฐฉํฅ ๋ก ์ ์ํ์ฌ ์ด๋ฅผ ๋ณ๋๋ก ๊ณ ๋ คํ๊ณ ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ UHPFRC Iํ ๋ณด์ ๊ท ์ด๋ฐ์ ์ดํ ์ ๋จ๊ฑฐ๋์ ์๋ ฅ ์ฌ๋ถ๋ฐฐํจ๊ณผ๋ฅผ ์ ๋์ ์ผ๋ก ํ๋จํ๊ณ , ๊ท ์ด ํ ๊ฑฐ๋์ ๊ธฐ์กด ์ ๋จ
๊ฐ๋์์ด ์ ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋์ง ๊ฒํ ํ์๋ค. ํนํ ์ ๋จ ๊ฐ๋ ์ฐ์ ์ ๊ฐ์ฌ์ ๊ธฐ์ฌ๋ถ์ ์ฃผ์ ๋ณ์์ธ ์ฌ๋ฃ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ์ ์์ ๋ํด ๊ณ ์ฐฐํ๊ณ , ๋ณต๋ถ ์ฃผ์๋ ฅ๋ฐฉํฅ์
๋ํ ์คํ์ ๊ทผ๊ฑฐ๋ฅผ ์ ์ํ์ฌ UHPFRC ๋ถ์ฌ ์ ๋จ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ์ ์์๋ณด๊ณ ์ ํ๋ค.
2. ์คํ ๊ณํ
2.1 ์คํ ๋ณ์ ๋ฐ ๋ถ์ฌ ์์ธ
UHPFRC Iํ ๋ณด์ ์ต์ข
ํ๊ดด๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด๋ก ๊ฐ์ ํ๊ณ , ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์์ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด์ ์ํฅ์ ๋ผ์น๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ง ์ธ์๋ฅผ
์คํ ๋ณ์๋ก ์ ํ์๋ค. ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ด๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐฐํฉ 3์ข
1, 2, 3์ ๋ํ์ฌ ๊ฐ๊ฐ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น()์ ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ()๋ฅผ ์คํ๋ณ์๋ก ์ด 9๊ฐ์ ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ ์ํ์๋ค. ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น์ ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ๋ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ๋ถ์ฌ์์ ์ค์ํ๊ฒ ๊ณ ๋ ค๋๋ ๋ณ์์ด๋ฉฐ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ํน์ง์
๊ฐ์ง๋ค. ๋จผ์ , ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๋ ๋ณด ๋ณต๋ถ์ ์์ฉํ๋ ์๋ ฅ์ฅ์ ํํ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค. ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ ์์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์์นํจ๊ณผ์ ์ํด ๊ฐ๋ ฅ๋ถ์ ์ง์ ์ ๋จ์ผ ์คํธ๋ฟ์ด
๋ฐ์ํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ํฐ ๋ฐ๋ฉด, ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ ์ปค์ง์๋ก ํจ ๊ฑฐ๋์ด ์ง๋ฐฐํ๊ฒ ๋๋ฉฐ ๋ณต๋ถ ๋ด์ ๊ท ์ผํ ์๋ ฅ์ฅ์ด ํ์ฑ๋๊ฒ ๋๋ค. ํํธ, ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ๋ ์ทจ์ฑ ํ๊ดด๋ฅผ
๋ณด์ด๋ ๋ถ์ฌ์ ๋ํ๋๋ ํ์์ผ๋ก์จ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผํ ๋ถ์ฌ์์๋ ๊ณ ๋ คํ์ง ์์ผ๋ ๋ณธ ์คํ์์๋ ์คํ์ฒด์ ํ๊ดด๋ชจ๋๊ฐ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด๋ผ๋ ๊ฐ์ ํ์
๊ท ์ด ์ง์คํ์์ด ์ทจ์ฑ์ ํ๊ดด์์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ ํจ ๋์ด๋ฅผ ๋ณ์๋ก ๊ณ ๋ คํ์๋ค. ๋ฐฐํฉ 3์ข
์ Table 1๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ ๋งคํธ๋ฆญ์ค ๋ฐฐํฉ์ ์ ์ฌํ๊ณ , ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น์
์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ค. ์ง์ ํ์ ๊ฐ์ฌ์ 16mm์ 20mm๋ฅผ 1:2 ๋น์จ์ ์ ์งํ๋ฉด์ ๋ฐฐํฉ 1, 2๋ ๋ถํผ๋น 1.5%, ๋ฐฐํฉ 3์ ๋ถํผ๋น 1.0%๋ก ๊ณํํ์๋ค.
๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ธ์ฅ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ13)์ Fig. 2์ ๊ฐ์ด ๊ตฌ๋ถํ์ฌ ์ค๋ช
ํ ์ ์๋ค. ์ง์ ์ธ์ฅ ์คํ์ผ๋ก ์ธ์ฅ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ๋ฅผ, ํจ์ธ์ฅ ์คํ์ผ๋ก๋ ํจ๊ฐ๋-์ฒ์ง ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ ์ํ ์ ์๋ค.
์ง์ ์ธ์ฅ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ์ธ์ฅ์ฐํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ํจ์ธ์ฅ ๊ฑฐ๋์์๋ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ํ ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ผ์๋, ์ฐํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ผ ์๋ ์๋๋ฐ, ์ด๋ฌํ ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฑฐ๋
๋ฐ ๊ตฌ์กฐ์ธ์ฅ๊ฑฐ๋์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น์ ์ํด ํฌ๊ฒ ์ง๋ฐฐ๋ฐ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฑฐ๋ ๋ฐ ๋ถ์ฌ์ธ์ฅ๊ฑฐ๋์์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ ์ฌ๋ฃ ๋ฐฐํฉ์
๋ฐ๋ฅธ ๋ณด ์ ๋จ๊ฑฐ๋์ ์์๋ณด๊ณ ์ ํ์๋ค.
Table 1 Mix proportion (in mass ratio)
|
|
* B (premix Binder): cement, Zr, BS, filler, expansion agent, shrinkage reducing agent
premix
* A (fine Aggregates), SF (Steel Fiber), S (Superplasticizer), G (air-entraining aGent)
|
|
Fig. 2 Classification of FRC composites based on their tensile response (Naaman et
al.,2003)13)
|
๋ฐฐํฉ๋ณ ์คํ์ฒด๋ Fig. 3๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์ ํจ๋์ด๊ฐ 445mm์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ํด ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น 2.5์ 3.5๋ฅผ ๋ณ์๋ก ๋๊ณ , ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 3.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ์
๋ํด ์ ํจ๋์ด๊ฐ 445mm์ 625mm๋ฅผ ๋ณ์๋ก ํ์๋ค. ๋ณต๋ถ๋๊ป ๋ 40mm๋ก ์ผ์ ํ๋ค. ๋ณต๋ถ๋๊ป๋ ๋ณดํต ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋จ๋ฉด์ ๋นํด ๋งค์ฐ ์๊ฒ ์ค๊ณ๋์๋๋ฐ, ์ด๋ ์ฌ๋ฃ์ ๊ฒฝ์ ์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ ๋จ ๋ถ์ฌ๊ฐ ์ ๋จ ์ฒ ๊ทผ ์์ด
๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ๋ง์ผ๋ก ์ถฉ๋ถํ ์ ๋จ๋ ฅ์ ์ ํญํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ฐ๋ฅํ ๋ณต๋ถ ํญ์ ์๊ฒ ์ค๊ณํ์ฌ ์ต์๋๊ป ํญ์ ๋ํ ์คํ์ ๊ทผ๊ฑฐ๋ฅผ ์ ์ํ๊ธฐ ์ํจ์ด๋ค. Iํ ๋จ๋ฉด
๋ณต๋ถ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐฐํฉ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ์ ์ํ ์ฌ๋ฃ ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ์ํด ์ง์ง๋๋๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ, ํจ ์ฒ ๊ทผ์ ์ถฉ๋ถํ ๋ฐฐ๊ทผํ์ฌ ๋ณต๋ถ ์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ์ผ์ด๋๋๋ก ์ค๊ณํ์๋ค.
|
Fig. 3 Details of test specimens and measurement program
|
2.2 ๊ฐ๋ ฅ ๋ฐ ๊ณ์ธก ๊ณํ
100ton ์ก์ธ์์ดํฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ณ์์ ์ด๋ก 3์ ์ ์ ์ฌํ ์คํ์ ์ํํ์๋ค. ๊ฐ๋ ฅ๋ถ ๋ฐ ์ง์ ์ฌํํ์ ํญ 150mm์ ๊ฑธ์ณ ๋ณด ์ยทํ๋ถ ํ๋์ง
๋๋น๋ฅผ ๋ชจ๋ ํฌํจํ๋๋ก ํ์๋ค. ๊ฐ๋ ฅ ๋ฐ ๊ณ์ธก ๊ณํ์ Fig. 3๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๊ณ์ธก ๊ณํ์ ๊ฐ๋ ฅ๋ถ ์์ง๋ณํ ์ธ์ ๋ณต๋ถ ์ ๋จ๋ณํ์ ์ค์ ์ผ๋ก ๊ณํํ์๋ค.
๋ณต๋ถ ์ ๋จ๋ณ์๋ก ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ๋ฐ ๊ตญ๋ถ ๊ท ์ด ์ง์คํ์์ ํ๋จํ๊ธฐ ์ํจ์ด๋ค. ๋ณ์๊ณ์ธก์ ๊ฐ๋ ฅ๋ถ ์์ง๋ณ์, ๋ณต๋ถ 45ยฐ ์ ๋จ๋ณ์, ๋ณต๋ถ ์ค์๋ถ ์ฃผ ๋ณ์
๋ฐฉํฅ์ ์ธ ๊ณณ์ผ๋ก ๊ณํํ์๋ค. ๊ฐ๋ ฅ๋ถ ์์ง๋ณํ์ ๊ฐ๋ ฅ๋ถ ์ง์ ์ ์ค์ฌ์ผ๋ก ์ข์ฐ์ ํ๋์ฉ ์ด 3์ ์ ์ธก์ ํ์๊ณ , ๋ณต๋ถ 45ยฐ ์ ๋จ๋ณ์๋ ์ธ์ฅ์ธก ๋๊ฐ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก
๊ฐ๋ ฅ๋ถ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ ์ชฝ์ 3๊ฐ์ฉ ๋์นญ์ด ๋๋๋ก ์ด 6๊ฐ LVDT๋ฅผ ์ค์นํ์๋ค.
๋ํ ๋ณต๋ถ ์ค ๊ฐ์ด๋ฐ 1๊ณณ์ ์์ง, ์ํ, ๋๊ฐ๋ฐฉํฅ์ ๋ชจ๋ LVDT๋ฅผ ์ค์นํ์ฌ ์ฃผ๋ณํ(principal strain)๋ฐฉํฅ์ ๊ณ์ธกํ์๋ค. ์ฃผ๋ณํ ๋ฐฉํฅ์
์ ๋จ ๊ฐ๋ ์ค ๊ฐ์ฌ์ ๊ธฐ์ฌ๋ถ์ ์ฐ์ ํ ๋ ์ ์๋๋ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด๊ฐ๋, ํน์ ๋ณ๊ฐํธ๋ฌ์ค๋ชจ๋ธ์์ ์ ์ฉ์ ๋ณต๋ถ ํธ๋ฌ์ค ๊ฐ๋๋ก ๊ฐ์ฃผ๋ ์ ์๋ค. ๋ณ๊ฐํธ๋ฌ์ค๋ชจ๋ธ์
์ ๋ก์ฝ๋14)์์ ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ ๊ฐ๋
์ผ๋ก, ๋ถ์ฌ ๋ณต๋ถ์์ ์ด๊ธฐ๊ท ์ด๋ฐ์ ์ดํ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ์ํ ์๋ ฅ์ฌ๋ถ๋ฐฐ ๋ฅ๋ ฅ์ ์ํด ๋ณต๋ถ ์๋ ฅ์ฅ ์์ญ์ด ํ๋๋๋ฉฐ, ํ๊ดด ์ ์ ๋จ๋ ฅ์ด
๋ฏธ์น๋ ์๋ ฅ์ฅ์ ์ฃผ์๋ ฅ ๊ฐ๋ ๊ฐ ์ต๋๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ค๊ณ ๋ณธ๋ค. UHPFRC๋ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ณ๋๋ก ๋ฐฐ๊ทผ๋์ด ์์ง ์๊ณ , ์ผ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ๊ฐ์ด ์ธ์ฅ์ฌ์ ์์ถ์ฌ๋ฅผ ๋ณ๋๋ก ๊ตฌ๋ถํด์
ํด์ํ๋ ๊ฒ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ๋ฏ๋ก, ์๊ธฐ ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ๋
์ผ๋ก ์ ๊ทผํ๋ ๊ฒ์ด ํฉ๋ฆฌ์ ์ด๋ค. Walraven et al. (2013)15)์ ๋ณต๋ถ์ ์์ง, ์ํ, ๋๊ฐ LVDT๋ฅผ ์ค์นํ์ฌ ์ป์ ๊ณ์ธก๊ฐ์ ๋ชจ์ด ๋ณํ๋ฅ ์์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ฃผ๋ณํ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ณ์ฐํ ํ, ์ฃผ๋ณํ๊ฐ๋์ ์ฃผ์๋ ฅ๊ฐ๋๊ฐ ๋์ผํ๋ค๋
๊ฐ์ ํ์ ๋ณ๊ฐ ํธ๋ฌ์ค ๋ชจ๋ธ์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ ํจ์ฑ์ ๊ฒ์ฆํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ด๋ฅผ ์ฐธ์กฐํ์๋ค. ๋ณต๋ถ LVDT๋ Fig. 3์ ์ ์ ์ผ๋ก ํ์๋์ด ์๋ค.
๋ณํ๊ณ์ธก์ ํจ์ฒ ๊ทผ ์ธ์ฅ๋ณํ, ์ค๋ฆฝ์ถ๊ณผ ์๋ถ ํ๋์ง ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ถ๋ณํ, ๋ณต๋ถ ์ค์๋ถ ์ฃผ๋ณ์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์คํธ ๊ฒ์ด์ง ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ ๋ถ์ฐฉํ์ฌ ์ธก์ ํ์๋ค.
์์ถ ํ๋์ง์ ์ธ์ฅ ํ๋์ง์๋ ๋ณด ๊ฐ์ด๋ฐ๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ผ์ชฝ 4๊ณณ์ ๋์ผํ ์์น๋ก ๋ถ์ฐฉํ์๊ณ , ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋ณต๋ถ ์ค์์ 3์ถ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฒ์ด์ง๋ฅผ ๋ถ์ฐฉํ์ฌ LVDT์
์ํ ๊ณ์ธก๊ฐ๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ์ฃผ ๋ณํ ๋ฐฉํฅ์ ๊ณ์ธก๊ฐ์ ๊ฒ์ฆํ๊ณ ์ ํ์๋ค.
2.3 ์ฌ๋ฃ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ์คํ ๊ณํ ๋ฐ ๊ฒฐ๊ณผ
UHPFRC์ ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ ์ ๋จ์ค๊ณ์ ์ฃผ์ํ ๋ณ์๊ฐ ๋๋ค. ํฐ ๊ณจ์ฌ๋ฅผ ๊ฐ์ง ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ๊ท ์ด๋ฐ์ ํ ๊ฑฐ์ ์ฆ์ ์ต๋ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๊ฐ ๋ฐํ๋๋ ๋ฐ๋ฉด,
๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ๊ท ์ด ํ ๋น์ ํ ๊ตฌ๊ฐ ๋ฐ ์ต๋๊ฐ๋ ๋๋ฌ ํ์ ์ฐํ๊ฑฐ๋์ด ๋งค์ฐ ํฌ๋ค. ๊ท ์ด ํ ๊ฑฐ๋ ํน์ฑ์ ๋ถ์ฌ๊ฑฐ๋์ ํฌ๊ฒ ์ํฅ์ ๋ผ์น๊ธฐ ๋๋ฌธ์
์ธ์ฅ์๋ ฅ-๋ณํ ๊ด๊ณ๊ฐ ์ค์ํ๋ค. Fig. 1๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ถ์ฌ๊ฐ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ ์ํด ํ๊ดด๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์ต๋ ๊ฐ๋์ ๋๋ฌํ ๋ ์ฌ์ธ์ฅ์ ๋ฐ๋ผ ๋ฐ์ํ๋ ์ธ์ฅ๊ฐ๋-๊ท ์ดํญ
๊ด๊ณ์์ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์์์ ์์๋ถํฐ ํ๊ณ ๊ท ์ดํญ()์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง ๋ถ๋ถ์ ํ๊ท ์ธ์ฅ๊ฐ๋๊ฐ ๊ท ์ด๋ฉด์ ์์ง์ผ๋ก ์ ํญํ๋ค๊ณ ๋ณด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.12) ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ Fig. 2๋ฅผ ์ฐธ๊ณ ํ์ฌ ์ง์ ์ธ์ฅ ์คํ๊ณผ ํจ์ธ์ฅ ์คํ์ ๋์์ ์ํํ๋, ๊ท ์ดํญ์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ฅ์ธ์ฅ์๋ ฅ์ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋
ธ์น๊ฐ ์๋ ์ํธ์
์ ์ฉํ์๋ค. ์ ๋ก์ฝ๋16) ๋ฐ JCI17)์์๋ SFRC์ ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ ๋
ธ์น๊ฐ ์๋ ์ง์ก๋ฉด์ฒด ๋ณด์ 3์ ์ฌํ ์คํ์ ํตํด ๊ตฌํ๋๋ก ๊ท์ ํ๊ณ ์๋ค. ๋
ธ์น๊ฐ ์๋ ์ํธ์ ๋
ธ์นํญ์ ๊ท ์ด ๊ฐ๊ตฌ
๋ณ์(CMOD)๋ก ์ ์ํ๊ณ ํ์ค๊ณผ CMOD ๊ด๊ณ๋ฅผ ํตํด ๊ท ์ด ํ ์๋ฅ์๋ ฅ์ ํตํด ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ๋ฐ ๊ท ์ด ํ ๊ฑฐ๋์ผ๋ก ๋ถ์๋๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก๋ ์ ํ์์ํด์์
์ํ ์ญํด์์ ํตํด ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฐ๋-CMOD ๋น์ ํ ํจ์๋ฅผ ๋์ถํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ18)์ด ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์์ผ๋, ์ ์ฉ ๋์ด๋๊ฐ ๋๊ณ ํด์ ์๋ ด์ฑ์ด ๋จ์ด์ง๋ ์ด๋ ค์์ด ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ ๋ฝ์ฝํฌ๋ฆฌํธํํ ๋ชจ๋ธ์ฝ๋(fib model code
2010)19)์์ ์ ์ํ๋ ํ์ค-๋ณ์๊ด๊ณ์์ ํตํด ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ตฌํ์๋ค. fib ๋ชจ๋ธ์ ์ธ์ฅ๊ฒฝํ ํน์ ์ฐํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๋ FRC ์ฌ๋ฃ์ ๋ํด ํ์ค-๋ณ์๊ด๊ณ๋ฅผ ํ๊ณ
๊ท ์ดํญ์ ๋ํด ์ ํ์ผ๋ก ๊ฐ์ ํ๊ณ , ์ (2)์ ๊ฐ์ด ์ฌ์ฉ ์ธ์ฅํ์ค()๊ณผ ํ๊ณ ์ธ์ฅํ์ค()์ ๊ตฌํ๋ค. ์ด๋ ๋ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ํน์ CMOD์ ์ ํญํ๋ ์๋ฅ ํจ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ด๋ฉฐ ์ด ๊ฐ์ EN 1465116)์ ์ ์๋์ด ์๋ค.
(2-1)
(2-2)
ํํธ, ์ญํด์ ์์ด ์ฌ๋ฃ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ฐ๋ก ์ป๊ธฐ ์ํด์๋ ์ง์ ์ธ์ฅ ์ํ์ด ํ์ํ๋ฐ ์ง์ ์ธ์ฅ ์ํ๋ฒ์ ๊ทธ ๋ฐฉ๋ฒ์ด ๋ค์ํ๊ณ ์ํธํฌ๊ธฐ ๋ฐ ๊ตฌ์์กฐ๊ฑด์ ๋ํ
๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ํฌ๋ค.20) ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ด๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ K-UHPC ๊ตฌ์กฐ์ค๊ณ์ง์นจ21)์ ์๊ฑฐ, ๋
ธ์น๊ฐ ์๋ ์ํธ์ ์ ๋จ๋ถ๋ ํ์ง๋ก ์ ์ฉํ์๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Fig. 4(b)์ ๊ฐ๋ค.
|
Fig. 4 Tensile response of UHPFRC; (a) Load-CMOD curves and test set-up of three-point
loading on notched prism
required by EN 14651, (b) stress-CMOD curves and test set-up of direct tension test
on doubly notched plate
|
Fig. 4(a)๋ EN 14651์ ์๊ฑฐํ ํจ์ธ์ฅ ์ํ๋ฒ ๊ฒฐ๊ณผ ์ป์ ํ์ค-CMOD ๊ทธ๋ํ์ด๋ค. ์ด ๊ฐ์ ์ (2)๋ฅผ ํตํด ๋ฅผ 0.03mm๋ก ๊ฐ์ ํ์ฌ Table 2์ ๊ฐ์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ป์๋ค. ์ง์ ์ธ์ฅ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์ฌ๋ฃ๋ณ, ์ํธ๋ณ ํธ์ฐจ๊ฐ ํฐ ๋ฐ ๋ฐํด ํจ์ธ์ฅ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ ์์ ์ ์ด๋ค.
์ง์ ์ธ์ฅ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น 1.5%์ธ ๋ฐฐํฉ 1๊ณผ 2์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ ์ ์ฌํ๊ณ ๋๋ ทํ ์ธ์ฅ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น 1.0%์ธ ๋ฐฐํฉ 3์
์ธ์ฅ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด์ง ์์ผ๋ ํจ์ธ์ฅ์คํ์์๋ ํ์ค-์ฒ์ง๊ด๊ณ์์ ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์์ถ๊ฑฐ๋์ ์ต๋ํ์ค์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ฉฐ
๊ฐ๋๋ ์ธ ๊ฐ์ง ๋ฐฐํฉ ๋ชจ๋ 160~170MPa๋ก ์ ์ฌํ๋ค.
|
Table 1 Mix proportion (in mass ratio)
|
* B (premix Binder): cement, Zr, BS, filler, expansion agent, shrinkage reducing agent
premix
* A (fine Aggregates), SF (Steel Fiber), S (Superplasticizer), G (air-entraining aGent)
|
AFGC์์๋ ์ธ์ฅ๊ฐ๋-CMOD ๊ทธ๋ํ์์ ์ ๋จ๊ฐ๋์ ์ฌ์ฉํ๋ ์๋ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ํ๊ณ ๊ท ์ดํญ์ ์ด๋ฅด๊ธฐ๊น์ง์ ๋ฒ์์ ํ๊ท ๊ฐ์ ๊ฐ์ฌ์ ์ํฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ณ์๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ (3)๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๊ณ ์๋ค. ๋ ์ผ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ฒฝ์ฐ 1.25๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ค.
(3)
Table 2์ ์ ์๋ ์ ๋ ์ค๊ณ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ก์จ, ์ง์ ์คํ์ ์ํ ์ค๊ณ ์๋ฅ ์ธ์ฅ ๊ฐ๋์ ๋น๊ตํ ์ ์๋ค. ์ค๊ณ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ ์๋ฅ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ํจ์ธ์ฅ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ์์ ์ป์ ์ค ์ด๋ ๊ฒ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ๋ ๋ฌด๋ฐฉํ๋, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๋ฅผ ์ ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ ๊ทธ ๊ทผ๊ฑฐ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค. ์ ์ ๊ณฑ, ์ฆ ํ์ค-๋ณ์ ์ ํ๊ด๊ณ์์์ ๋ฉด์ ์ธ ํ๊ดด์๋์ง๋ ํจ์ธ์ฅ ์ํ์ ์ํ ํ๊ดด์๋์ง ๊ฐ๊ณผ ์ ์ฌํ๋ค. ์ด๋ ์ํธ๋ณ ๊ฐ๋์ ์ฐจ์ด๊ฐ ํ๊ณ ๊ท ์ดํญ ์ฐจ์ด์ ์ง์ ์ ์ธ ๊ด๋ จ์ด ์์์ ์๋ฏธํ๋ค. ๋ ๋ฅผ 0.3mm๋ก ๊ฐ์ ํ์ ๋์ ์ค๊ณ ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ด๋, ๋ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋ฐ๋ฅธ ์์์ ํ๊ท ๊ฐ์ผ๋ก ์ ์ํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. Fig. 1์์์ ๊ฐ์ด ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์์ ์ฃผ์ ์ธ๋ ฅ์ ํญ ๊ธฐ์ ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํ ์๋ ฅ ์ฌ๋ถ๋ฐฐํจ๊ณผ๋ก, ์ด๋
์ต๋ ๊ฐ๋๊ฐ ์๋ ํ๊ณ ๊ท ์ดํญ์ผ๋ก ์ ์๋๋ค. ๋ถ์ฌ ๊ฑฐ๋์์ ํ๊ณ ๊ท ์ดํญ์ ํจ์ฒ ๊ทผ๋น, ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น ๋ฑ ์ฌ๋ฌ ์ค๊ณ๋ณ์์ ์ํฅ์ ๋ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ณด์์ ์ผ๋ก
๊ณ ๋ คํ์ฌ, ํ๊ณ ๊ท ์ดํญ์ 0.3mm์ผ ๋๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ค๊ณ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ์ ์ํ๋ ๊ฒ์ด ๋ฐ๋์งํ๋ค. ๋ํ ๋ฐฐํฉ 3์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ๊ฐ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ํฐ๋ฐ, ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ์๋ ฅ-๋ณํ๊ด๊ณ๋ ์ฐํ๊ฑฐ๋์, ํจ๊ฐ๋-์ฒ์ง๊ด๊ณ๋ ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํด์ํ ์ ์๋ค (Fig. 2). ์ด๋ฌํ ์ฌ๋ฃ์
๊ฒฝ์ฐ ๋ถ์ฌ ์ค๊ณ ์ ์ฃผ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ํ์๋ ์ด๋ฅผ ๊ตฌ์ํ๊ณ ์๋ ํ์ด ์ถฉ๋ถํ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๊ท ์ด๋ฐ์ ํ ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๋ฏ๋ก, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์์ ๊ฐ์ด ์์ถ๋ ๋ฐ
ํจ์ธ์ฅ ์ฒ ๊ทผ์ด ์ถฉ๋ถํ ํฌ๊ฒ ์ค๊ณ๋ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ์ด ๋ณด๋ค ์ค๊ณ ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ๋ถํฉํ๋ค.
|
Table 2 Compressive and tensile characteristics of UHPFRC
|
*: residual flexural tensile strength corresponding to (=0.5mm, =2.5mm)
**: serviceability residual strength, : ultimate residual strength,
|
3. ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋ถ์
3.1 ์คํ๋ณ์์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ
3.1.1 ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น(a/d)์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ
์ผ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์์ ์ต์ ์ ๋จ ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ ์ญํ ์ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์ดํ์ ์ฌ์ ๋ด๋ ฅ๊ณผ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ํญ์ ์ต์ ์ ๊ด์ ์์ ํด์๋ ์ ์๋ค.22) ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ์ด ์ต์ ์ ๋จ ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ ์ญํ ์ ๋์ฒดํ ์ ์๋๊ฐ๋ฅผ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ์ ๋์ ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ์ํ(initial cracking
state)์ ์ ๋จ ๋ด๋ ฅ์ด ์ต๋์ผ ๋์ ๊ทนํ ํ๊ณ ์ํ(ultimate limit state)๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ์ ์ํ์ฌ, Table 3๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ฐ๋ ๋ฐ ๋ณํ์
๋น๊ตํ์๋ค. ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ์ํ๋ ๋ณต๋ถ ๋ณ์ ๋ฐ ๋ณํ๋ฅ ๊ณ์ธก๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ทผ๊ฑฐ๋ก ๋ณต๋ถ์ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ์์ ์ผ๋ก ์ ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ทนํ ํ๊ณ ์ํ๋ ์ ๋จ๊ฐ๋๊ฐ
์ต๋์ผ ๋๋ฅผ ๊ธฐ์คํ์๋ค. ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ๊ฐ๋ ๋๋น ์ต๋ ๊ฐ๋์ ๋น๋ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 2.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ 3๋ฐฐ ์ ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 3.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ 1.7~2.8๋ฐฐ๋ก
์๋์ ์ผ๋ก ์์ ๊ฐ์ ๋ณด์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์์ ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์ดํ ๊ฐ์ฑ์ ๋ณํ๋ฅผ ์๋ฐํ ์์ ์ ์ธ ํ์ค ์ฆ๊ฐ๋ฅผ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ์ฑ ์ ํ ์ ๋๊ฐ
ํฌ์ง ์์๋ค. ์ผ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์์ ์ ๋จ ์ฒ ๊ทผ์ด ์ถฉ๋ถํ ๋ฐฐ๊ทผ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋น์ทํ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ณด์๋ค.
|
Table 3 Test results of UHPFRC I-shaped shear beam
|
* DT (Diagonal tension failure), FS (Flexural shear failure)
|
ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ๋ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 2.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ 3.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๋๋ ทํ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 2.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๊ฐ์ฑ, ์ต๋ ๊ฐ๋๊ฐ ๋ชจ๋ ํฌ๊ณ
์ทจ์ฑ์ ์ผ๋ก ํ๊ดด๋ ๋ฐ๋ฉด, ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 3.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๊ฐ์ฑ, ์ต๋ ๊ฐ๋๊ฐ ์ค์ด๋ค๋ฉด์ ์ต๋ ๊ฐ๋ ์ดํ ์๋ถ ํ๋์ง ์์ถ๋๊ฐ ๋ณํ์ ์ ํญํ๋ฉด์ ์๋์ ์ผ๋ก
์ฐ์ฑ์ ์ธ ํ๊ดด๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์ด๊ธฐ๊ท ์ด์ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 2.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ชจ๋ ๋ณต๋ถ์ 45ยฐ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด๋ก ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 3.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ณต๋ถ
์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด๊ณผ ๋ณด ํ๋จ ํจ๊ท ์ด์ด ๋์์ ๊ด์ฐฐ๋๋ฉด์ ๊ฐ์ฑ๊ณผ ๊ฐ๋ ๊ฐ์๋ฅผ ๋ณด์๋ค(Fig. 5). ๊ทนํ ํ๊ณ ์ํ์์ ์ต๋ ๊ฐ๋๋ 9๊ฐ ์คํ์ฒด ๋ชจ๋ ๋ณต๋ถ
์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ์ค 1~2๊ฐ ๊ท ์ดํญ์ด ๋์ ๋๊ฒ ํฌ๊ฒ ๋ฒ์ด์ง๋ฉด์ ๊ท ์ดํญ์ด ์ฝ 0.5mm์ ๋๋ฌํ ๋ ๋ฐํ๋์๋ค. ์ต๋๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ํ๊ดด๋ชจ๋๋ ์คํ์ฒด
2-S35-B๋ฅผ ์ ์ธํ๊ณ ๊ตญ๋ถ ๊ท ์ด ์ง์คํ์์ ์ํ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด๋ก ๊ด์ฐฐ๋์๋ค. ์คํ์ฒด 2-S25-B๋ ์ง์ ๋ถ ๊ทผ์ฒ ๋ณต๋ถ๊น์ง ํจ์ฌ ๋์ ๊ตฌ๊ฒฉ์ ์๊ท ์ด์ด
์ง์ ๋์ด ์ง์ ๋ถ ์๋จ ๋ณต๋ถ์ ํ๋จ์ ์ํด ์ต๋ ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฒฐ์ ๋์์ผ๋ฉฐ (Fig. 6), ๋ค๋ฅธ ์คํ์ฒด์ ๋นํด ํฐ ์ต๋ ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ธฐ๋กํ์๋ค.
|
Fig. 5 Shear force versus vertical displacement for specimens with respect to (a)
shear span ratio and (b) effective depth
|
|
Fig. 6 Crack pattern and location of critical shear crack in web
|
3.1.2 ์ ํจ๋์ด(d)์ ๋ฐ๋ฅธ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ
์ ํจ๋์ด๊ฐ ํด์๋ก ์ต๋ ๊ฐ๋๊ฐ ํด ๊ฒ์ผ๋ก ์์ํ์์ผ๋ Fig. 5(b)์ ๊ฐ์ด ํ๊ดด๋ชจ๋๊ฐ ๋ค๋ฅธ 2-S35-B๋ฅผ ์ ์ธํ๊ณ ๊ฐ์ฑ, ์ต๋ ๊ฐ๋ ๋ชจ๋ ํฐ
์ฐจ์ด๊ฐ ์์์ผ๋ฉฐ, ์ ํจ๋์ด๊ฐ ํฐ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ต๋๊ฐ๋ ๋๋ฌ ์ดํ ํ์ค์ด ๊ธ๊ฒฉํ๊ฒ ๋จ์ด์ง๋ฉฐ ์ทจ์ฑ์ ์ธ ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์๋ค. ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ๊ฐ๋ ๋๋น ์ต๋ ๊ฐ๋๋น ์ญ์
2-S35-B๋ฅผ ์ ์ธํ๊ณ ์ ํจ๋์ด ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๊ทธ ๊ฐ์ด ๊ฐ์ํ์๋ค. ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ๊ฐ๋๋ ์ ํจ๋์ด๊ฐ 445mm์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋นํด 625mm์ธ ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ํฌ์ง๋ง,
์ต๋ ๊ฐ๋๋ ๊ฑฐ์ ์ฆ๊ฐํ์ง ์์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ณต๋ถ ๊ท ์ด ์์ ๋ฐ ํ๊ดด ๋ชจ๋์ ๊ด๊ณ์ง์ด ์๊ฐํด ๋ณผ ์ ์๋ค. ์ผ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ๋ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋์ด ์์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์ฌ์ธ์ฅ
ํ๊ดด๋ฅผ ์๋ฐํ๋ฉฐ ์ฌ๋ฃ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ๋ฟ ์๋๋ผ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น, ์ ํจ๋์ด, ํจ์ฒ ๊ทผ๋น ๋ฑ์ ๊ทธ ๊ฑฐ๋์ด ํฌ๊ฒ ์ํฅ์ ๋ฐ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด
๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ ํญ๋ณต์ผ๋ก ์ต์ข
ํ๊ดด๋ฅผ ์ ์ํ ์ ์๊ณ ๋ณต๋ถ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ ํ ๊ณณ์ ์ง์ค๋์ง ์๊ณ ํจ๊ท ์ด๊ณผ ์ด์ด์ง๋ฉฐ ๋์
๋ฒ์์ ๊ฑธ์ณ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ ๋ถํฌ๋๋ ํน์ง์ ๊ฐ์ง๋ค. ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋์ง ์์ UHPFRC ์ ๋จ ๋ถ์ฌ์ ๊ท ์ด ์์ ๋ฐ ํ๊ดด ๋ชจ๋๋ ์๊ธฐ ๋ ๊ฐ์ง ๊ฒฝ์ฐ์ ํน์ง์
๋ชจ๋ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋๋ฐ, ๊ท ์ด ํ ์ต๋ ํ์ค์ ์ด๋ฅด๊ธฐ ๊น์ง๋ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ๋์ ๋ฒ์์ ๋ถํฌ๋๋ฉด์ ์๋ ฅ์ฌ๋ถ๋ฐฐ์ ์ํด ์ ํ์ ์ผ๋ก ํ์ค์ฆ๊ฐ๊ฐ ์ด๋ฃจ์ด์ง์ง๋ง ์ต์ข
ํ๊ดด๊ฐ ๊ตญ๋ถ ๊ท ์ด ์ง์ค์ ์ํ ์ฌ์ธ์ฅ ํ๊ดด๋ก ์ ์๋๋ค. ์ฆ ์ผ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์์ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๊ฐ์ด ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฐ๋, ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น, ํจ์ฒ ๊ทผ๋น
๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ์ ์ํฅ์ ๋ฐ๋๋ค๊ณ ๋ณผ ์ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ UHPFRC ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฑฐ๋์ ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ํ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด ๋ถํฌ ๋ฐ ์์, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ตญ๋ถ ๊ท ์ด
์ง์ค์ ์ด๋ฅด๋ ํ๊ดด ๋ชจ๋์ ๋ํ ๋ถ์์ด ํ์ํ๋ค.
3.2 ๊ท ์ด ์์ ๋ฐ ํ๊ดด ๋ชจ๋
UHPFRC์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ๋ ์ ์ ์์ ์ธ๊ธํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ๊ท ์ด ๋ฐ์ ํ ์์ฌ๊ฐ๋ ๋ฐ ๊ฑฐ๋์ผ๋ก ์ค๋ช
ํ ์ ์๋ค. ๊ท ์ด์ ๋งคํธ๋ฆญ์ค์ ๋ถํฌ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์
์ํด ๊ทธ ํญ์ด ์ ํ๋๋ฉฐ ๋ฏธ์ธํ ๊ท ์ด์ด ๋์ ๋ฉด์ ์ ๊ฑธ์ณ ํฌ๊ฒ ๋ถํฌ๋๋ฉด์ ๊ฐ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ค. ๊ท ์ด ์์์ ์ฃผ๊ท ์ด์ ์์น ๋ฐ ๊ฐ๋, ๊ท ์ด ๋ถํฌ์ ๋ฒ์,
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ท ์ด์ ์ํ ๋ณต๋ถ์์๊ตฌ๊ฐ๊ณผ ๊ด๊ณ์๋ ์๋ถ ํ๋์ง์ ์์ฑํ์ง ์์น๋ก ์ ์ํ์๋ค. ๋๋ถ๋ถ์ ์คํ์ฒด๋ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ๋ณต๋ถ ๋์ ๊ตฌ๊ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๊ทธ ๋ฒ์๋ฅผ
๋ํ๊ฐ๋ฉด์ ๊ฐ๋๊ฐ ์์์ง๋ค๊ฐ ํน์ ๊ท ์ดํญ์ด ์ปค์ง๋ฉด์ ์ต๋ ๊ฐ๋์ ๋๋ฌํ ํ ๋ถ์ฌ ๋ณํ์ด ์ปค์ง๋ฉด์ ์๋ถ ํ๋์ง์ ์์ฑํ์ง๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฉด์ ์ต์ข
ํ๊ดด๋์๋ค.
์์ธ์ ์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ก๋ ์์ ์ธ๊ธํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด, 2-S35-B๊ฐ ์ง์ ๋ถ๊น์ง ๋ณต๋ถ ๋ณํ์ด ํ๋๋๋ฉด์ ์ง์ ๋ถ ๋ณต๋ถ ์ธ์ฅ๋ณํ์ ์ํ ํ๊ดด๊ฐ ์ผ์ด๋ฌ๋๋ฐ ์ด๋ก ์ธํด
์ต๋ ํ์ค์ด ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
์ฃผ๊ท ์ด์ Fig. 6์ ๊ตต์ ์ ์ผ๋ก ์ฃผ๊ท ์ด ํญ์ด ๋ฒ์ด์ง ๋์ ํ์ค์ด ํจ๊ป ํ์๋์ด ์๊ณ ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์์น ๋ฐ ํ์ค๋ ๋ํ๋์๋ค. ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์
๋ณต๋ถ์์ ๊ตญ๋ถ ๊ท ์ด ์ง์คํ์์ด ๋ํ๋ฌ๋๋ฐ, ๊ท ์ด ์ง์คํ์์ด ์ผ์ด๋๋ ๊ท ์ด์ ์ฃผ๊ท ์ด๋ก ์ ์ํ์๋ค. Fig. 6์ ์ธ๋ก ๋ณด์กฐ์ ์ ์ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๊ทธ๋ ค์ ธ ์๋ค. ๋ณด์กฐ์ ์ ๋น์ถ์ด ๋ณด๋ฉด ๋ณต๋ถ ๋๊ฐ ๊ท ์ด ๋ถํฌ๋ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 2.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ, ์์๋ถํฐ ์ธ ๊ตฌ๊ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๋ถํฌํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด๊ณผ ์ฃผ๊ท ์ด์ ์์น๋ ๋์ผํ์ง ์์๋ค. ์ฃผ๊ท ์ด์ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด ๊ตฌ๊ฐ ์ค ์์์ ์์น์์ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ถ ํ๋์ง์
์์ฑํ์ง๋ ๊ฐ๋ ฅ๋ถ๋ก๋ถํฐ ๋จ์ด์ง ์ ์์ ๋ฐ์ํ์๋ค. ์ต๋ ํ์ค๋๋ฌ ์ดํ ์ฃผ ๊ท ์ด ํญ์ ๊ณ์ ์ฆ๊ฐํ์ง ์๊ณ , ์ฃผ๊ท ์ด์ ๋๋ํ๊ฒ ๋ฐ์ํ ์์ถ์คํธ๋ฟ์ด ์ผ๋ถ ์๊ดดํ๋ฉด์ ๋ถ์ฌ๊ฐ ์์ ํ
ํ๊ดด๋์๋ค. ๋ํ ๊ท ์ด๋ถํฌ ๋ฒ์ ๋ฐ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด ์, ์ฃผ๊ท ์ด๊ฐ๋๋ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 3.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋นํด ์์๋ค.
์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 3.5์ด๊ณ ์ ํจ๋์ด๊ฐ 445mm์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ฃผ๊ท ์ด์ ํญ์ด ์ต๊ณ ํ์ค ๋๋ฌ ํ ์๋ถ ํ๋์ง์ ์์ฑํ์ง๊ฐ ํฌ๊ฒ ๊บพ์ด๋ ์ต์ข
ํ๊ดด์ ์ด๋ฅด๋ฌ์๋
์ฃผ๊ท ์ด ํญ์ด 2mm๋ฅผ ๋์ ์ ๋๋ก ์ปค์ง๋ฉด์ ๋ถ์ฌ ์ ์ฒด์ ํฐ ๋ณํ์ ์๋ฐํ์๋ค. ๋ณต๋ถ ๋๊ฐ ๊ท ์ด์ ์์๋ถํฐ ์ธ ๊ตฌ๊ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๋ถํฌํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์ฃผ๊ท ์ด์ ์์น๋ ๊ท ์ด๋ถํฌ ๊ตฌ๊ฐ ๋ด ์์์ ์์น์์ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ ๊ทธ ๊ฐ๋๊ฐ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 2.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋นํด ์๊ฒ
๋ํ๋ฌ๋ค. ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ ์ํ ๋ณต๋ถ ์์ ๊ตฌ๊ฐ์ด ํฌ๊ฒ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ ์ฃผ๊ท ์ด์ ๋ณต๋ถ ์์ ๊ตฌ๊ฐ์ ๋๊ฐ์ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋ํ๋ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 2.5์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ณด๋ค ์ฃผ๊ท ์ด
๊ฐ๋๊ฐ ์์์ง๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์๋ถ ํ๋์ง์ ์์ฑํ์ง๋ ์ง์ ๋ถ์์ ๋จ์ด์ง ์์น์ ๋ฐ์ํ์๊ณ , 1-S35์ 2-S35์์๋ ์์ฑํ์ง์์์ ํ๊ดด์ ๋์์ ๊ฐ๋ ฅ๋ถ ํ๋จ ๋ณต๋ถ์ ์์ง๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์๊ดด๊ฐ ๋ํ๋ฌ๋ค.
์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ 3.5์ด๊ณ ์ ํจ๋์ด๊ฐ 625mm์ธ ๊ฒฝ์ฐ ์ค 1-S35-B์ 3-S35-B๋ ์ฃผ ๊ท ์ด์ ํญ์ด ์ต๊ณ ํ์ค ๋๋ฌ ํ ์๋ถ ํ๋์ง์ ์์ฑํ์ง๊ฐ
ํฌ๊ฒ ๊บพ์ด๋ ์ต์ข
ํ๊ดด์ ์ด๋ฅด๋ฌ์๋ ์ฃผ ๊ท ์ด ํญ์ด 10mm๋ฅผ ๋์ ์ ๋๋ก ๋งค์ฐ ํฌ๊ฒ ๋ฒ์ด์ง๊ฑฐ๋ 1-S35-B์ ๊ฐ์ด ๋์์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ ์ฃผ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ๋ฉด์
๋ณด ์ ์ฒด์ ํฐ ๋ณํ์ ์๋ฐํ์๋ค. ๋ณต๋ถ ๋๊ฐ ๊ท ์ด์ ์์๋ถํฐ ์ธ ๊ตฌ๊ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๋ถํฌํ์๊ณ , ์๋ถ ํ๋์ง์ ์์ฑํ์ง๋ ์ง์ ๋ถ์์ ์ด๋ด๋ก ์ ํจ๋์ด๊ฐ 445mm์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ณด๋ค ๊ทธ ์์น๊ฐ ๊ฐ๋ ฅ๋ถ์ ๊ฐ๊น์ ๋ค. ๋ณต๋ถ ์์๊ตฌ๊ฐ์ ๊ฐ๋ ฅ๋ถ์์ ์์ฑํ์ง ์์น๊น์ง ํํ ์ฌ๋ณํ์ ํํ๋ก ๊ด์ฐฐ๋์์ผ๋ฉฐ,
์ต๋ ํ์ค ๋๋ฌ ์ดํ ๋๊ฐ ๊ท ์ด์ ์ง์ ๋ถ๊น์ง ํ๋ถ ํ๋์ง๋ฅผ ๋ฐ๋ผ ์์๊ตฌ๊ฐ์ด ์ ์ฐจ ๋์ด์ง์ง๋ง ์์นํํ๋ก ๊ทธ ๋์ด๊ฐ ์ค์ด๋ค์๋ค. 2-S35-B๋ ๋ณต๋ถ
์์๊ตฌ๊ฐ์ด ๊ฐ๋ ฅ๋ถ์ ์ง์ ๋ถ์ ๊ฑธ์ณ ๋๊ฒ ๋ถํฌํ์์ผ๋ฉฐ ํจ ๊ท ์ด๊ณผ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ด ์ฐ๊ฒฐ๋๋ฉด์ ์ฃผ๊ท ์ด๋ก ์ง์ ๋์ด ๋ณํ์ด ํ๋ถ์ ์ ๋ฆฌ๋ฉด์ ์ต๋ ํ์ค์ ๋๋ฌํ๊ธฐ
์ ๋ถํฐ ์ง์ ๋ถ ๋ณต๋ถ๊น์ง ๊ท ์ด์ด ํฌ๊ฒ ์ง์ ๋์ด ์ต๋ ํ์ค ๋๋ฌ ์ ๊ฐ๋ ฅ๋ถ ๊ทผ์ฒ ์ฃผ ๊ท ์ด ์ธ์๋ ์ง์ ๋ถ์ ์์ง ๋ฐฉํฅ ๋ณํ์ด ํ๋๋๋ฉด์ ์ต์ข
ํ๊ดด๊ฐ ๋์์
์ผ์ด๋ฌ๋ค.
3.3 ๋ณต๋ถ ์ฃผ์ธ์ฅ ๊ฐ๋ ๋ฐ ์๋ ฅ์ฌ๋ถ๋ฐฐ ๊ตฌ๊ฐ
์ฃผ์๋ ฅ ๋ฐฉํฅ ์ LVDT๋ก ๊ณ์ธกํ ํ๊ท ๋ณํ๋ฅ ์ ์ํ ์ฃผ๋ณํ ๋ฐฉํฅ๊ณผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ 3์ถ ๊ฒ์ด์ง๋ก ๊ณ์ธกํ ๋ณํ๋ฅ ์ ์ํ ์ฃผ๋ณํ ๋ฐฉํฅ์ ๋ชจ๋ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ๋ชจ์ด ์์ ์ํด ์ฐ์ ํ์๋ค.
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฃผ์๋ ฅ๋ฐฉํฅ์ ์ฃผ๋ณํ ๋ฐฉํฅ์ ์ง์ฐ๋์ด ๋ํ๋๋ค๊ณ ์๋ ค์ ธ ์์ง๋ง ์ฌ๊ธฐ์๋ ์ด๋ฅผ ๋ฌด์ํ๊ณ ์ฃผ๋ณํ ๋ฐฉํฅ๊ณผ ์ฃผ์๋ ฅ ๋ฐฉํฅ์ ๊ฐ๋ค๊ณ ๊ฐ์ , Fig.
7๊ณผ ๊ฐ์ด - ๊ด๊ณ๋ก ๋ํ๋ด์๋ค. LVDT์ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฒ์ด์ง์ ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋น์ทํ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ ๊ทธ ํญ์ด ์์ผ๋ฏ๋ก ์ฃผ๊ท ์ด ๋ฐ์
์ ์ ๊ฒฝํฅ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฒ์ด์ง๋ก๋ ์ธก์ ํ ์ ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ธ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ๋๋ค. Fig. 7์ ์ฃผ๋ณํ ๋ฐฉํฅ์ ์คํ์ฒด์ ์ข, ์ฐ ์ค ์ต๋ํ์ค์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์ฃผ๊ท ์ด์ด
๋ฐ์ํ ์ชฝ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. S25์ S35 ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์ดํ ์ฃผ์ธ์ฅ ๊ฐ๋๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ๊ฒ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๋ ๋ฐ๋ฉด, S35-B
์คํ์ฒด๋ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์ดํ์๋ ์ฃผ์ธ์ฅ ๊ฐ๋๊ฐ ์๋งํ๊ฒ ๊ฐ์ํ์๋ค. ์ต๋ ํ์ค์์์ ๊ฐ๋๋ S25 ์คํ์ฒด๊ฐ ์ฝ 25ยฐ๋ก S35, S35-B ์คํ์ฒด์ ๋นํด
๋ค์ ๋์์ผ๋ฉฐ, S35 ์คํ์ฒด๋ ์ฝ 20ยฐ๊น์ง ๊ฐ์ํ์๋ค.
|
Fig. 7 Principal strain of test specimens depending on a/d ratio and effective depth
|
๋ ๋ณต๋ถ์ ํ์ฑ๋ ํํ์ฌ๋ณํ ํํ์ ๊ท ์ผํ ํฌ๊ธฐ์ ์๋ ฅ์ฅ ํน์ ์์๊ตฌ๊ฐ์ ๋๊ฐ์ ๊ฐ๋๋ก ๋ณผ ์ ์๋ค. ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋ก์ฝ๋14) ๋ฐ fib model code 201019)์์๋ ๋ณต๋ถ์ ํ์ฑ๋ ์์ถ ์คํธ๋ฟ์ด ํ์ ํ๋ฉด์ ์คํธ๋ฟ ๋ณํ ํ๊ณ ํน์ ๊ฐ๋ ํ๊ณ์ ์ํด ํ๊ณ์ํ์ ๋๋ฌํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ ๋จ๊ฐ๋๋ฅผ ์ ์ํ๊ณ ์๋๋ฐ, ์ด๋ฌํ
๊ฐ๋
์ UHPFRC์ ์ ์ฉ์ํค๋ฉด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ์ค๋ช
ํ ์ ์๋ค. ๊ท ์ด๋ฐ์ ์ ๋ณต๋ถ ์ฃผ์๋ ฅ๋ฐฉํฅ์ 45ยฐ๋ก ์ผ์ ํ๋ฉฐ, ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์์ํ๋ฉด ๊ฐ์ฌ์ ์
์ํ ์ธ์ฅ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ์ํด ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ๋ณต๋ถ์ ๋๊ฒ ๋ถํฌํ๊ฒ ๋๋๋ฐ, ์ด ๋ ์ฃผ์๋ ฅ๋ฐฉํฅ์ ์ ์ฐจ ๊ฐ์ํ๊ฒ ๋๋ค. ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ํ๊ณ๋ณํ์ํ์์ ๋๊ท ์ด๋ก ์ง์ค๋๋ฉด
๋ณต๋ถ ์ฃผ์๋ ฅ๋ฐฉํฅ์ ์ผ์ ํ๊ฒ ์ ์ง๋๋ ๊ฒฝํฅ์ ๊ฐ์ง๋ค. ์ด๋ ๋ถ์ฌ ์ ์ฒด ๋ณํ์ด ๋ณต๋ถ๊ฐ ์๋ ํ๋์ง ๋ฑ ๋ค๋ฅธ ๋ถ๋ถ์ผ๋ก ์ ์ด๋๋ ๊ณผ์ ์ด๋ผ๊ณ ๋ ์ค๋ช
๋ ์ ์๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ์ฃผ๊ท ์ด์ ์ํ ์ต๋๊ฐ๋๋ ํ๊ณ๋ณํ์ํ๋ก ์ ์๋๋ฉฐ, ๋๊ท ์ด ๋ฐ์์์ ํ๊ดด์ ์ด๋ฅด๋ ๊ตฌ๊ฐ์ ์ฌ๋ฃํน์ฑ ๋ฐ ๋ถ์ฌ์ ๊ธฐํํ์ ์ธ ํํ์ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฐ๊ฒ
๋๋ค.
4. ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ด๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์์ ๋จ๊ฐ๋ ํ๊ฐ
4.1 UHPFRC ์ ๋จ ๊ฐ๋ ํ๊ฐ์
4.1.1 Recommendations for Design and Construction for UHPC, AFGC Setra
ํ๋์ค ํ ๋ชฉํํ(AFGC)๋ ์์ถ๊ฐ๋ 150MPa ์ด์, ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น 2% ์ด์์ธ UHPFRC์ ๋ํ์ฌ ์ (4-1)๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๊ณ ์๋ค.12) ์ฒ ๊ทผ ์คํฐ๋ฝ๊ณผ ๊ฐ์ฌ์ ๋ก ๋ณด๊ฐ๋ UHPC ๋ณด์ ์ ๋จ๊ฐ๋๋ ์ (4-2)์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋จ๋ฉด์ด ์ง์งํ๋ ๋ถ๋ถ, ์ (4-3)์ ์ฒ ๊ทผ์ ์ํด ์ ํญํ๋ ๋ถ๋ถ๊ณผ
์ (4-4)์ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํด ์ ํญํ๋ ๋ถ๋ถ์ ํฉ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ค. ํนํ ์ (4-4)๋ ๋ถ์ฌ์ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด๋ถ์์ ๊ท ์ด์ ์์ง๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ๋ฐํ๋๋ ํ๊ท ์ธ์ฅ๊ฐ๋
์ ์ํ ์ ๋จ๊ฐ๋์ด๋ค. UHPFRC ์๋ฅ ์ธ์ฅ์๋ ฅ ์ ์ (3)์ ์ํด ๊ตฌํ ์ ์๋ค. ์ฃผ์๋ ฅ ๋ฐฉํฅ ๋ ์ฌ์ธ์ฅ๊ท ์ด๋ถ์ ์ฃผ์๋ ฅ ๋ฐฉํฅ์ด๊ณ , 30ยฐ๋ณด๋ค ์์ ์ ์๋ค. ๊ธฐ์กด์ฐ๊ตฌ์์๋ ํ๋ฆฌ์คํธ๋ ์ค๊ฐ ์๋ ๋ถ์ฌ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฅผ 40ยฐ๋ก ๊ฐ์ ํ์ ๋ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ ์์ธกํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด๊ณ ๋๊ณ ์๋ค.2-4,21)
(4-1)
(4-2)
(4-3)
(4-4)
์ผ๋ณธ ํ ๋ชฉํํ(JSCE)23)์์๋ UHPFRC ๋ถ์ฌ ์ค๊ณ์ ๋ํ ์ง์นจ์ด ์์ผ๋ฉฐ ์ค๋ฌด์์ ์ ์ฉ์ฌ๋ก๊ฐ ๋ง์ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ ค์ ธ ์๋ค. ์ด ์ง์นจ์ ์ฌ๋ฃ ์์ ๊ณ์ ์ธ์ ๋ถ์ฌ ์์ ๊ณ์๋ฅผ ์ถ๊ฐ๋ก
๊ณ ๋ คํ๋ค๋ ํน์ง์ด ์์ผ๋, ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ๋ด์ฉ์ด AFGC ์ ์์๊ณผ ์ ์ฌํ๋ค.
4.1.2 fib model code 2010 / DIN EN 1992-1-1
fib model code๋ ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(FRC)์ ๋ํด ์ฌ๋ฃ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ฑ์ง ๋ฐ ๋ถ์ฌ ์ค๊ณ์ ๋ํด ๋ณธ๋ฌธ์ ๋ณ๋์ ๋จ์์ ํ ์ ํ์ฌ ๋ค๋ฃจ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ19) ์ ์๋ ๋ด์ฉ๋ค์ SFRC ์ ์ฉ์ ๊ฐ์ฅ ์ ํฉํ์ง๋ง UHPFRC์๋ ์ ์ฉํ ์ ์๋ค. ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ฑ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฑฐ๋์ด ๊ท ์ด๋ฐ์ ํ ์ฐํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๋ ์ฌ๋ฃ์
๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ๋์ ๊ตฌ๊ฐ์ ๊ฑธ์ณ ๋ฐ์ํ๋ฉด์ ๊ฒฝํ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ด๋ ์ฌ๋ฃ์ ๋ ๊ฐ์ง๋ก ๋๋๋ฉฐ, ์ธ์ฅ๊ฑฐ๋์ ์ ์๋ ์์ 2.3์ ์์ ์ธ๊ธํ ๋ด์ฉ๊ณผ ๊ฐ๋ค. FRC
๋ถ์ฌ์ค๊ณ๋ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ (5)์ ๊ฐ์ด ์ ์ํ๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ๋ณดํต ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง SFRC์๋ ์ ํจํ๋, UHPFRC์๋ ์ ์ฉํ๊ธฐ ํ๋ค๊ณ ,
UHPFRC๋ ์ (4-1)์ ๊ฐ์ ํํ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ค๊ณ ํด์ค์ ์ธ๊ธํ๊ณ ์๋ค.
(5)
์ (5)๋ ์ ๋ก์ฝ๋์ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๊ฐ๋์๊ณผ ์ ์ฌํ๋ค. ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ ๊ณ์๋ ์ ๋ก์ฝ๋์ ๋์ผํ๊ฒ ์ ์ ํ๊ฐ์ ์ ์ฉํ๊ณ , ํจ์ฒ ๊ทผ๋น๋ ์ ๋ก์ฝ๋์์ ์ํ๊ฐ 0.02๋ฅผ ์ ์ฉํ๋ ๊ฒ๊ณผ ๋ฌ๋ฆฌ ๋ณ๋์ ์ํ๊ฐ์ ๋์ง ์์๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๋ณ๋๋ก ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ๋ก์
๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ๊ณ ์๋ค.
UHPFRC๋ ์ ๋ก์ฝ๋ ์ ์ฉ๋ฒ์๋ฅผ ๋์ด์๋ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๊ณ , ๊ฐ์ฌ์ ์ญํ ์ ์ํด ์ค์ ๋ก๋ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ์
์ค๊ฐ ๋จ๊ณ ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์ธ๋ค. ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ํ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ๋ถํฌ๋๋ ์์์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ณด๊ฐ๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ์ฌํ์ง๋ง, ์ต์ข
ํ๊ดด์์๋ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ด ๋ถํฌ๋ ์์๊ตฌ์ญ
๋ด์์ ์ฃผ๊ท ์ด์ ์๋ ฅ์ด ์ง์ค๋๋ฉด์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ณด๊ฐ๋์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ์ ํ๊ดด์ ์ ์ฌํ ํํ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ค. ๋ฐ๋ผ์ UHPFRC ๋ณด์ ์ ๋จ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ ์ํ ๋ ์
(5)๋ฅผ ๊ทธ๋๋ก ์ ์ฉํ๊ธฐ๋ ํ๋ค์ง๋ง, ๊ณ ๋ คํ๊ณ ์๋ ๋ณ์๋ค์ ๋ํด ๊ฒํ ํด ๋ณผ ํ์๊ฐ ์๋ค. ๋ํ UHPFRC ๋ณด์ ์คํ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์ผ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋นํด
ํจ์ฌ ์ ์ ๊ฒ์ ๊ณ ๋ คํด ๋ณผ ๋, ๊ฒฝํ์์ ์ ์ํ๋ ๋ฐ์๋ ์ด๋ ค์์ด ์์ผ๋ฏ๋ก ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ๋ฐ์ ์ ๋ก์ฝ๋ ๊ธฐ๋ฐ์ fib model code ์์ ๊ฒํ ํ๋
๊ฒ์ ์ถฉ๋ถํ ํ๋น์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ค.
4.1.3 Sato, et. al. (TU Delft)
๋ค๋๋๋์ Delft ๊ณต๋ ์ฐ๊ตฌ์ง์ 2004๋
๋ถํฐ ์ด๋ฃจ์ด์ง ์ผ๋ จ์ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด ์์ถ๊ฐ๋ 140MPa, ๊ฐ์ฌ์ ๋ถํผ๋น 0~1.6 %์ธ UHPFRC ๋ณด
์ ๋จ ๊ฐ๋์์ ์ ์ํ์๋ค.24) ์ ์ ๋ชจ๋ธ์ ์ ๋ก์ฝ๋ ์ค ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ ๋ณด์ ์ ๋จ๊ฐ๋์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ณ๊ฐ ํธ๋ฌ์ค ๋ชจ๋ธ์ ๊ธฐ์ดํ๊ณ ์๋ค. ์ ๋ก์ฝ๋๋ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ํญ๋ณตํ์ ๋์ ๊ฐ๋๋ฅผ
๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํธ๋ฌ์ค์ ๊ฐ๋๋ฅผ ์ผ๋ก ์ ํํ๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ฉด, ์ (6)์ ์๋ฅ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ์ผ๋ก ํธ๋ฌ์ค ๊ฐ๋๋ฅผ ์ผ๋ก ํ์ฅํ์ฌ ์ ํํ๋ ํน์ง์ ๊ฐ์ง๋ค. ๋ํ ๋จ๋ฉด์์์ ์ ํจ ํ๊ธธ์ด ๋ฅผ ๋จ๋ฉด ์ ์ฒด ๋์ด ๋ก ๋์ฒดํ์๋๋ฐ, ์ด๋ ๊ฐ์ฌ์ ๊ฐ ํผ์
๋ UHPFRC๊ฐ ํจ์ฒ ๊ทผ ์๋ ๋ถ๋ถ์์๋ ์ธ์ฅ๋ ฅ์ ์ ํญํจ์ ๋ฐ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค.
(6)
์๊ธฐ ์ ์์ (4)~(6)์ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋์ง ์์ UHPFRC์ ์ ๋จ ๊ฐ๋์์ด๋ฉฐ, ์ฃผ์๋ณ์๋ ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ์๋ UHPFRC ์๋ฅ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ผ๋ ๊ณตํต์ ์ธ
ํน์ง์ ๊ฐ์ง๋ค. ์ด ์ค ์ (4-4)์ (6)์ ๊ฐ์ฌ์ ์ ์ํ ์ ๋จ ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ๊ฐ ํธ๋ฌ์ค ๋ชจ๋ธ๋ก ํ์ํ์ํค๊ธฐ์ ์ถฉ๋ถํ๋ค๊ณ ๋ณด๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ํธ๋ฌ์ค ๊ฐ๋์
์๊ณ๊ฐ์ ๋ฎ์ถ์ด ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ ํน์ฑ์ ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ค. ํธ๋ฌ์ค ๊ฐ๋์ ์๊ณ๊ฐ ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์์ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ์ค ์ฃผ๋ณํ๊ฐ๋์ ๋น๊ตํด๋ณด๋ฉด ์ถฉ๋ถํ ํ๋น์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ค๊ณ ๋ณผ ์ ์๋ค.
4.2 UHPFRC ์ ๋จ ๊ฐ๋ ํ๊ฐ์๊ณผ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋น๊ต
4.1์์ ์ ์๋ UHPFRC ๋ถ์ฌ ์ ๋จ ๊ฐ๋ ์ค๊ณ์ 3๊ฐ์ง์ ๋ํด ๊ณ์ฐํ ๊ฐ์ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ์ ๋น๊ตํ ๊ฐ์ Table 4์ ๋ํ๋ด์๋ค. AFGC๋ ๋งคํธ๋ฆญ์ค
๋ถ๋ด๋ถ ์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ถ๋ด๋ถ ์ ํฉ์ผ๋ก ๋ํ๋๊ณ ์ด๋ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ์ค ๊ท ์ด๋ฐ์๊ฐ๋ ์ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด ๋ฐ์ ๊ตฌ๊ฐ์ ์ํ ๊ฐ๋ ์ฆ๋๋ถ ๊ณผ ๋น๊ตํ ์ ์๋ค. ๋ 40ยฐ๋ก ๊ฐ์ ํ์๊ณ , ์ ์ฒด์ ์ธ ๊ฐ์ ์คํ๊ฐ์ ํฌ๊ฒ ์ํํ๋ค. ํนํ Fig. 8์์ ํ์ธ๋๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น์ ์ ํจ๋์ด์ ๋ํด ์คํ๊ฐ์ด ํฌ๊ฒ
์ํฅ์ ๋ฐ๋๋ฐ ๋ฐํ์ฌ ํ๊ฐ์์๋ ๋ฐ์์ด ๋์ง ์์ ํธ์ฐจ๊ฐ ํฐ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์๋ค.
|
Table 4 Comparison between theoretical and empirical test results (unit: kN)
|
|
Fig. 8 Strength predictions for test results according to (a) shear span ratio and
(b) effective depth
|
fib model code๋ ์ฃผ์ด์ง ์ (5)์์ ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ๋ ๊ทธ๋๋ก ์ ์ฉํ๋, ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ ๊ณ์์ ํจ์ฒ ๊ทผ๋น๋ ์์ ๋ ๊ฐ์ ์ ์ฉํ์๋ค. ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ์์
์ ํจ๋์ด์ ๋์๋๋ 200์ด๋ผ๋ ์์๋ ๊ตต์ ๊ณจ์ฌ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๋ณดํต๊ฐ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์์ ์๋ ฅ๋ถ์ฐ๋ฒ์์ ๋์๋๋ ๊ฐ์ผ๋ก ํด์๋ ์ ์๋๋ฐ, ์ด๋ฅผ UHPFRC์
ํน์ฑ๊ธธ์ด ๋ฅผ ๋ณด์์ ์ผ๋ก ๊ณ ๋ คํ์ฌ 1000์ผ๋ก ๋์ฒดํ์๋ค. ํจ์ฒ ๊ทผ๋น์ ์ํ๊ฐ์ ๋ก ์ฌ๋ฃ ์์ถ๊ฐ๋์ ๋ํ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋น๋ก ์ ํํ์๋ค. ์ด๋ UHPFRC์ ํจ๊ฑฐ๋์ด ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ํฌ๊ฒ ์ํฅ์ ๋ฐ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํจ๊ท ์ด์ด ์ธ์ฅ๋จ์ ๊ณ ๋ฅด๊ฒ
๋ถํฌํ์ฌ ์ฒ ๊ทผ์ธ์ฅ๋ ฅ์ ์ํ ๊ฐ๋๋ง ๊ณ ๋ คํ๋ ๊ฒ์ด ๊ฐ๋ฅํ ์ผ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฌ์ ๋ฌ๋ฆฌ, UHPFRC๋ ์ฒ ๊ทผ๊ณผ UHPFRC ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋๊ฐ ๋งค์ฐ ํฌ๊ณ ํจ๊ฑฐ๋
๋ํ ๊ตญ๋ถ๊ท ์ด์ ์ํ ๊ฐ์ฒด๊ฑฐ๋์ ๊ฐ๊น์ด ํํ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์ฃผ๊ท ์ด์์ ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ์ ํญ์ด ์ ์ฒด ๊ฑฐ๋์ ์ง๋ฐฐํ๋ ํน์ง์ ๊ฐ์ง๋ค. ์๊ธฐ ๋ ๊ฐ์ง ๋ณ์๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ฌ
๊ณ์ฐํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ Table 4์ ๊ฐ๋ค. AFGC ํ๊ฐ์๊ณผ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์คํ๊ฐ์ ์ํํ๊ณ ๊ทธ ์ ๋๋ ํฌ๊ฒ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋์ง ์์ง๋ง Fig. 8์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์
๊ฐ์ด ์คํ๋ณ์์ ๋ํ ํธ์ฐจ๊ฐ ํฌ๊ฒ ์ค์ด๋ ๊ฒ์ ์ ์ ์๋ค. Table 3์ ํ๊ท ์ ๋ํ ํธ์ฐจ๋ AFGC ํ๊ฐ์์ 0.42, fib model code
ํ๊ฐ์์ 0.27๋ก ํฌ๊ฒ ์ค์ด๋ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์๋ค.
๋ง์ง๋ง์ผ๋ก Delft ์ฐ๊ตฌ์ง์ด ์ ์ํ ํ๊ฐ์ (6)๋ฅผ ์ ์ฉํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋น๊ตํ์๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๋ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ์์ ์ป์ ์ต๋ํ์ค์ ๋๋ฌํ์ ๋์ ์ฃผ๋ณํ ๊ฐ๋ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฅ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ๋ ๋ฅผ ์ ์ฉํ์๋ค. ์ด๋ ๋ถ์ฌ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ์ ์ฉํ์ฌ ๋น๊ตํ ๊ฒ์ผ๋ก ์ค๊ณ์๊ณผ๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์ด Fig. 8์ ํจ๊ป ๋น๊ตํ์ง ์์๋ค. ๋จ, ํ๊ฐ์์ ๋ํ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋น์
ํ๊ท ๊ฐ์ด 1.10, ํธ์ฐจ 0.21๋ก ๋น๊ต์ ์ ํํ๊ฒ ์์ธกํ๊ณ ์์ด ์ (6)์ ๋ชจ๋ธ์ ํ๋น์ฑ์ด ์๋ค๊ณ ํ๋จํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์์ ์ธ๊ธํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด
ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ, ์์นํจ๊ณผ, ํจ์ฒ ๊ทผ๋น ๋ฑ ๋ถ์ฌ์ ๊ธฐํํ์ ํ์์ด ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ด ์ ํฌํจ๋์ด ์์ผ๋ฏ๋ก, ์ค๊ณ์์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํด์๋ UHPFRC์ ์ฌ๋ฃ์ ์ฑ์ง ๋ฐ ๋ถ์ฌ ํ์์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋๋ก ์ ๋ํ ๋ณ๋์ ๋ชจ๋ธ๋ง์ด ํ์ํ๋ค.
5. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ์ด ์๋ UHPFRC ๋ณด์ ๋ํ์ฌ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น, ์ ํจ๋์ด, ์ฌ๋ฃ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ณ์๋ก ์คํ์ ์ํํ์๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด UHPFRC
์ ๋จ๋ถ์ฌ์ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ธฐ์กด ์ ์์๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ์ ์์์ด ๋ถ์ฌ๊ฑฐ๋์ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋์ง ๊ฒํ ํ์๋ค.
1)๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐํจ๊ณผ์ ๋ฐ์์ ์ํด ๋
ธ์น๊ฐ ์๋ ํจ์คํ๊ณผ ์ง์ ์ธ์ฅ์คํ์ ๋น๊ตํ์ฌ UHPFRC ์ฌ๋ฃ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ์ ์ํจ์ ์์ด ์คํ๋ฒ ๋ฐ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ถ์๋ฒ์
๋น๊ตํ์๋ค. ํจ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ fib model code์์ ์ ์๋ ์ธ์ฅ๊ฐ๋-CMOD ์ ํ๊ด๊ณ์์ ์ด์ฉํด์ ๊ตฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋ ๊ฐ๊ณผ ์ฐจ์ด๋ ์์ผ๋
๋ถ์ฌ ์ค๊ณ์์๋ ์ ์ฉํ๋๋ฐ ๋ฌด๋ฆฌ๊ฐ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
2)๋ณด ๋ถ์ฌ ์คํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ณต๋ถ ๊ท ์ด๋ฐ์๊ฐ๋ ๋๋น ์ต๋ ์ ๋จ๊ฐ๋๋น๋ ๋๋ถ๋ถ 2.0๋ฅผ ์ํํ๋ฉฐ, ์ฃผ๋ณํ๊ฐ๋ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๋ณต๋ถ ์๋ ฅ์ฅ์ด ์๋ ฅ์ฌ๋ถ๋ฐฐ๋ฅผ ํตํด ์์ ์ ์ผ๋ก
๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. UHPFRC ์ ๋จ๋ถ์ฌ๋ ์ ๋จ๋ณด๊ฐ๊ทผ ์์ด ๊ฐ์ฌ์ ๋ณด๊ฐ๋ง์ผ๋ก๋ ๋ฏธ์ธ๊ท ์ด์ ํ์ฅ์ ํตํด ๋ณต๋ถ ์๋ ฅ์ฌ๋ถ๋ฐฐ๊ฐ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ์ผ์ด๋จ์
ํ์ธํ์๋ค.
3)๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์ ํ๊ดด๋ชจ๋๋ ๋ณต๋ถ ์ฌ์ธ์ฅํ๊ดด๋ก ๋์ผํ์๊ณ , ์ด๋ฌํ ํ๊ดด๋ชจ๋๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ ๋ถ์ฌ๋ ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น์ ์ ํจ๋์ด์ ํฌ๊ฒ ์ํฅ์ ๋ฐ๊ฒ ๋์ด ๋ถ์ฌ ์ค๊ณ
์ ์ด๋ฌํ ๋ณ์์ ๋ํ ๊ณ ๋ ค๊ฐ ํ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ๊ธฐ์กด ํ๊ฐ์๊ณผ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์ ๋จ ๊ฒฝ๊ฐ๋น์ ์ ํจ๋์ด๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ ์ ๋ก์ฝ๋ ๊ธฐ๋ฐ์ ์์
์์ธก๊ฐ์ด ํธ์ฐจ๊ฐ ์ ์๋ค.
4)๊ธฐ์กด ๊ฐ๋์์์๋ ์ ๋จ์ง๊ฐ๋น์ ํฌ๊ธฐํจ๊ณผ์ ๋ํ ๋ณ์๋ ํ๊ณ์ํ์์์ ์ฃผ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ๊ฐ์ ์ ์ผ๋ก ๋ฐ์๋์ด ์์ผ๋, ์ฃผ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ๋ํ ์คํ์ ์ธ ๊ทผ๊ฑฐ๋
๋ถ์กฑํ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฃผ์ธ์ฅ๊ฐ๋์ ๋ํ ์คํ์๋ฃ๋ฅผ ์ ์ํ์์ผ๋ฉฐ ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ธฐ๋ฐ ํ๊ฐ์์ ๋์
ํ์์ ๋ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋น๊ต์ ์ ํํ ์์ธกํ์๋ค. ๋ณด๋ค
์ ๋ฐ๋๊ฐ ๋์ ์ ๋จ๊ฐ๋ ์์ธก์ ์ํด์๋ ์ฌ๋ฃ ํ๊ณ๋ณํ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ๋ณํ๋์ด์ผ ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ฐ๋๋ค.