๊ถํ์ง
(Hyuck-Jin Kwon)
1
์๊ทผํ
(Keun-Hyeok Yang)
2โ
ํ์น์ฐ
(Seung-Hyun Hong)
3
โ2017 by Korea Concrete Institute
Key words (Korean)
ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด, HSRC ๋ณด, ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ, ์ผ์ถ ์ ๋จ, ์ ๋จ๋ง์ฐฐ
Key words
hybrid beam, rigid connection, dowel bar, one-way shear, shear friction
-
1. ์ ๋ก
-
2. ์ค ํ
-
2.1 ์คํ์ฒด ์์ธ
-
2.2 ์ฌ๋ฃ
-
2.3 ์คํ ๋ฐ ์ธก์ ๋ฐฉ๋ฒ
-
3. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋ถ์
-
3.1 ๊ท ์ด์ง์ ๋ฐ ํ๊ดด๋ชจ๋
-
3.2 ํ๊ดด์์ญ์์์ ์ ๋จ๋ ฅ๊ณผ ์ฒ์ง ๊ด๊ณ
-
3.4 ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๊ฑฐ๋
-
3.5 ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๊ฑฐ๋
-
3.6 ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ๋ํ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค๊ณผ์ ๋น๊ต
-
4. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
์ต๊ทผ ๊ตญ๋ด์์๋ ์ฅ๊ฒฝ๊ฐ ๊ตฌ์กฐ์ ์ ํฉํ๋ฉด์ ๊ฒฝ์ ์ฑ๊ณผ ์๊ณต์ฑ์ด ์ฐ์ํ ํฉ๋ฆฌ์ ์ธ ๊ตฌ์กฐ์์คํ
์ด ๊ด์ฌ์ ๋๊ณ ์๋ค.1) ์ด์ ๋ฐ๋ผ ๊ธฐ์กด ๊ณต๋ฒ๊ณผ ๊ตฌ์กฐ์์คํ
์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ ์ํค๊ธฐ ์ํด ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ฌ๋ฃ ๋๋ ๊ตฌ์กฐ ์์คํ
์ ํฉ์ฑํ๋ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด ์์คํ
์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๊ณ
์๋ค. ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด ์์คํ
์์ ์กฐํฉ๋๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ์ฌ์ ํฉ์ฑ์ ๋จ์ํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ ๊ฐ์ฌ๋ฅผ ๋งค๋ฆฝํ๊ฑฐ๋ ๊ฐ์ฌ๋ฅผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฑฐํธ์ง์ผ๋ก ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ผ์ฒดํํ๋
์ฌ๋ฃ์ ํฉ์ฑ์ด ์๋, ์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(reinforced concrete, RC) ๋ณด ์์คํ
๊ณผ ๊ฐ์ฌ ๋ณด ์์คํ
์ ํฉ์ฑํ๋ ๊ตฌ์กฐ์ ์ธ ํฉ์ฑ์ด๋ค.2)
๊ธฐ์กด ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด ์์คํ
์์ RC ๋ณด์ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ ์ ํฉ์ ๋๋ถ๋ถ ๋ณผํธ์ ํฉ์ ์ด์ฉํ๋๋ฐ, ์ด๋ ์๊ณต์ ๋ณต์กํจ ๋ฐ ํฌ๋ ์ธ ์์ค ์๊ฐ์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฌธ์ ์ ์ด
์๋ค. ๋ํ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋งค๋ฆฝ๋ ๊ฐ์ฌ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ณด์ ๊ฐ์ฑ์ฐจ์ด๋ก ์ธํ ๋ถ๋ฆฌํ์, ํฉ์ฑ์จ์ ์ ํ๋ก ์ธํ ํ ๋ ฌ๊ท ์ด ๋ฐ ์ ๋จ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค.3) Yang et al.4)์ ๋ณผํธ ์ ํฉ์ ๊ธฐ๋ฐํ ๊ธฐ์กด ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด์ ๋ฌธ์ ์ ์ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํด ์๊ณต์ฑ์ด ๋น๊ต์ ๋จ์ํ๋ฉด์ ๋ถ์ฌ์ ์ฐ์ฑ๋ฅ๋ ฅ์ด ํฅ์๋ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด ์์คํ
(hybrid
H-steel- reinforced concrete, HSRC)์ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค. ๊ฐ๋ฐ๋ HSRC ๋ณด์์ RC ๋ณด๋ ํ๋ฆฌ์บ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(precast
concrete, PC)์ ํ์ฅํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(cast-in-place concrete, CIP)๋ฅผ ํจ๊ป ์ฌ์ฉํ๋ half PC ๊ณต๋ฒ5)์, ๊ฐ์ฌ ๋ณด๋ H-๋ณด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. RC ๋ณด์ ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฒ ๊ทผ์ H-๋ณด ๋จ๋ถ์ ์ฉ์ ๋ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ปคํ๋ฌ๋ฅผ ํตํด ๊ธฐ๊ณ์ ์ผ๋ก ์ ์ฐฉ๋๋ฉฐ, RC ๋ณด์
H-๋ณด๋ ๊ฐ์ ํฉ์ผ๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋๋ค.
ํ์ค์ด ์์ฉํ๋ ๋ณด์๋ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋ณด์ ์ถ์ ์ฐ์ง ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์์ฉํ๋ ์ ๋จ๋ ฅ๋ ๋์์ ๋ฐ์ํ๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ ๋จ๊ฒฝ๊ฐ๋น๊ฐ ํฐ ๋ณด์์ ์ ๋จ๋ ฅ์
์ํด ๋ฐ์๋๋ ์ ๋จ์๋ ฅ์ ํจ์ ์ํ ์๋ ฅ์ ๋นํด ์์ง๋ง ์ ๋จ๋ ฅ์ ์ํ ํ๊ดด๋ ๊ธ๊ฒฉํ ๋ด๋ ฅ์ด ๊ฐ์ํ๋ ์ทจ์ฑํ๊ดด์ด๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ณด ๋ถ์ฌ์์ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ ๊ฒํ ๋
๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ค.6) HSRC ๋ณด์์ ๋ณตํฉ๊ณต๋ฒ์ผ๋ก ์๊ณต๋๋ RC ๋ณด๋ PC์ CIP์ ์ ์ด๋ฉด์ด ์กด์ฌํ๋๋ฐ, ์ด๋ฌํ ์ ์ด๋ฉด ์ฌ์ด์์ ์ํ ๊ท ์ด ๋ฐ ์ํ ์ ๋จํ๊ดด์ ๋ฐ์์
๋ณด ๋ถ์ฌ์ ํจ ์ฑ๋ฅ๊ณผ ์์ง์ ๋จ ์ฑ๋ฅ์ ์ ํ์ํจ๋ค.7) ๋ํ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ํฐ ํ์ค์ด ๋ฐ์ํ์์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์ง๋ฐฐ๋ก ์ธํ ์ง์ ์ ๋จ์ ์ํด ๋ถ์ฌ์ ๊ฑฐ๋์ด ์ง๋ฐฐ๋ ์ ์๋ค. ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ๊ฑฐ๋ ์, ์ ๋จ
ํ๊ดด๋ฉด์ ์์ง์ผ๋ก ๋ฐฐ๊ทผ๋ ๋ณด๊ฐ๊ทผ์๋ ์ธ์ฅ์๋ ฅ์ด ๋ฐ์ํ๋ฉฐ ์ ๋จ๋ฉด์ ๋์ผํ ํฌ๊ธฐ์ ์์ถ์๋ ฅ์ด ๋ฐ์์ํค๋๋ฐ, ์ด๋ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ์ ํญ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค. ๋ฐ๋ผ์
์ ์๋ HSRC ๋ณด์์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ธ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ผ์ถ ์ ๋จ ๋ฐ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ์ ๋ํ ๊ฒํ ๋ ๋งค์ฐ ์ค์ํ๋ค.
์ด ์ฐ๊ตฌ์ ๋ชฉ์ ์ HSRC ๋ณด์์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ๋ถ๊ทผ์ RC ๋ณด ์์ญ์์ ์ผ์ถ ์ ๋จ ๋ฐ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์ง๋ฐฐ๊ฐ ๋ฐ์ํ์์ ๋์ ๊ฑฐ๋์ ํ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์คํ๋ณ์๋
์คํ์ฒด์ ํ๊ดด ๊ฑฐ๋์ ๊ฒฐ์ ํ๋ ์ ๋จ๊ฒฝ๊ฐ๋น์ ๋ ๋ถ์ฌ์ ์ผ์ฒดํ์ ์ํฅ์ ์ฃผ๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผ์ ๋ฌด์ด๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ๋ฐ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ๋ด๋ ฅ์ ACI ๋ฐ EC2์
์ค๊ณ ๊ธฐ์ค์๊ณผ ๋น๊ตํ์๋ค.
2. ์ค ํ
2.1 ์คํ์ฒด ์์ธ
์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์ ์์ธ๋ Fig. 1์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด๋ ๊ฑด๋ฌผ๋ด๋ถ ์ฐ์๋ณด์ ๋ณ๊ณก์ ์์ ๋ณ๊ณก์ ๊น์ง์ ๋ณด๋ฅผ ๋ชจ๋ธ๋งํ์๋ค. ๋ํ H-๋ณด์
RC ๋ณด๊ฐ ์ฐ๊ฒฐ๋๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์๋๋ก ์ง์ ์ ์ค๊ณํ์ฌ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ์ ์ํฅ์ ์ต์ํํ์๋ค. H-๋ณด์ RC ๋ณด์ ์ฐ๊ฒฐ์์ธ์ ๋ํด์๋
Seo et al. (2015)2)์ ์์ธํ ๋ํ๋ด์๋ค. ์คํ๋ณ์๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ ๋ฌด๋ก์จ, S-C๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ์๋ ๊ธฐ๋ณธ์คํ์ฒด์ด๊ณ S-A ์คํ์ฒด๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์คํ์ฒด์ด๋ค.
S-A ์คํ์ฒด๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ผ๋ก 2-D16์ PC ๋ณด ์ยทํ๋ถ์ 600mm์ ์ ์ฐฉ ๊ธธ์ด๋ฅผ ํ๋ณดํ์ฌ ๋ฐฐ๊ทผํ์๋๋ฐ, ์ด๋ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์์ ์๊ตฌํ๋ ์ธ์ฅ์ฒ ๊ทผ์
์์ ์ ์ฐฉ ๊ธธ์ด ์ด์์ด๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์ ์ ์ฒด ๊ธธ์ด๋ 4,200mm์ด๋ค. H-๋ณด์ ๊ธธ์ด๋ 905mm์ด๊ณ RC ๋ณด์ ๊ธธ์ด๋ 3,295mm์ด๋ค.
๋จ๋ถ H-๋ณด๋ H-400 ร 300 ร 10 ร 16 (mm)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ ์ ๋จํ๊ดด ๋ฐ ๊ตญ๋ถ์ข๊ตด์ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํ์ฌ 9mm์ ์คํฐํ๋๋ฅผ 100mm
๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ์ฉ์ ํ์๋ค. RC ๋ณด์ ๊น์ด๋ 300 ร 500mm์ธ๋ฐ, ์ฌ๊ธฐ์ PC ๋ณด์ ๊น์ด๋ 350mm, CIP๋ 150mm์ด๋ค. H-๋ณด ๋จ๋ถ์๋ RC
๋ณด์์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ํฉ์ ์ํ 25mm ๋๊ป์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๋ฅผ ์ฉ์ ์ ํฉํ์๋ค. ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ์๋ ๊ฒฝ์ฐ, L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ์ฌ์ ์ผ์ฒดํ๋ฅผ
์ํ์ฌ ์ง๊ฒฝ 19mm์ ์คํฐ๋ ๋ณผํธ 9๊ฐ๋ฅผ ์ค์นํ์๋ค. RC ๋ณด์ ์ยทํ๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ ๋ฐ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ปคํ๋ฌ๋ฅผ ํตํ์ฌ ๊ธฐ๊ณ์ ์ ์ฐฉ๋์๋ค.
์ยทํ๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ SD600์ 4-D25๊ฐ ๋ฐฐ๊ทผ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋์ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ๋น๋ ์ฝ 1.6%์ด๋ค. ์ด๋ ์ต๋์ฒ ๊ทผ๋น์ธ 1.23%๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ ๊ฐ์ผ๋ก, ์ผ์ถ
์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ด์ ์ ๋ฐ์ํ๋ ํจ ํ๊ดด๋ฅผ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํจ์ด๋ค. ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ SD400์ ์ง๊ฒฝ 10mm์ฒ ๊ทผ์ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์์๋ 40mm
๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก, ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์์ 400mm ๊ตฌ๊ฐ์๋ 100mm ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก, ์ดํ ๊ตฌ๊ฐ์๋ 200mm ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๋ฐฐ๊ทผํ์๋ค. ์คํ์ฒด๋ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ ์ฉ์ ๋
H-๋ณด์ PC ๋ณด๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ์ ์ํ ํ์ PC ๋ณด์ ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฒ ๊ทผ์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ปคํ๋ฌ๋ก ๊ฐ์ ํฉ ํ์๋ค. ์ดํ ์๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผ ๋ฐ ์ ์ฐฉ ํ, CIP
๋ถ์์ธ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ๊ณผ ์ฌ๋๋ธ๋ฅผ ํ์คํ์๋ค. ์คํ์ฒด์ ํ์ค๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ๋ชจ๋ ๊ธฐ๊ฑด์์ ํ์๋ค.
|
Fig. 1 Details of one-way shear specimen and reinforcement arrangement (unit: mm)
|
์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด๋ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ PC ๋ณด๊ฐ ์ฐ๊ฒฐ๋๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ญ์์์ ํ๊ดด๋ฅผ ์ ๋ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๊ณํ๋์๋ค. ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด๋ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์ ๋์ผํ
์คํ๋ณ์, H-๋ณด ์ฌ์ด์ฆ, RC ๋ณด ๋จ๋ฉด ์ฌ์ด์ฆ ๋ฐ ์ ์๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ฐ๋๋ค. L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ํ๋ถ ๊ธธ์ด๋ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด๋ณด๋ค 70mm ๊ฐ์ ์์ผฐ๋ค. D-C
์คํ์ฒด๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ์๋ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ๊ธฐ๋ณธ ์คํ์ฒด์ด๋ฉฐ, D-A ์คํ์ฒด๋ RC ๋ณด ์ ์ฒด๊ธธ์ด์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์คํ์ฒด์ด๋ค(Fig. 2). ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์
์ ์ฒด ๊ธธ์ด๋ 1,460mm์ด๋ฉฐ ์๋จ๋ถ H-๋ณด์ ๊ธธ์ด๋ 325mm, RC ๋ณด๋ 810mm์ด๋ค. ์๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ SD400์ 2-D10, ํ๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์
SD400์ 4-D22๊ฐ ๋ฐฐ๊ทผ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋์ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ๋น๋ ์ฝ 1.2%์ด๋ค. ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ SD400์ ์ง๊ฒฝ 13mm์ฒ ๊ทผ์ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐฐ๊ทผ ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์
์์ญ์์ 40mm์ด๊ณ , ๋๋จธ์ง ๊ตฌ๊ฐ์์ 60mm์ด๋ค.
|
Fig. 2 Details of shear friction specimen and reinforcement arrangement (unit: mm)
|
2.2 ์ฌ๋ฃ
์ค๊ณ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ๋๋ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ PC์ CIP ๋ชจ๋ 35MPa์ด๋ฉฐ, ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ 50MPa์ด๋ค. ์ค๊ณ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๊ฐ๋๋ฅผ
๊ณ ๋ คํ์ฌ ๊ฒฐ์ ๋ ๋ฐฐํฉํ๋ Table 1์ ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ, ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ์ค์ ๋ ๋ฏธ์ฝ์ ์ด์ฉํ์๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ถ๊ฐ๋์ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ๋ ํ์ค ์์ฃผ ๊ณต์์ฒด(100 ร 200mm)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ธก์ ํ์๋ค8). ๋ถ์ฌ ์คํ ์ ์ ์ธก์ ๋ PC ๋ฐ CIP์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ถ๊ฐ๋๋ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์์ 36.7MPa์ 35.3MPa์ด๊ณ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์์ 59.0MPa์
57.5MPa์ด๋ค. ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ์ ํ ์ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ๋ก๋ถํฐ ์ธก์ ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํ์ฑ๊ณ์๋ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์์ 28,900MPa, ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์์
33,700MPa์๋ค. ์คํ์ฒด์ ์ฌ์ฉ๋ H-ํ๊ฐ๊ณผ ์ฒ ๊ทผ์ ์ญํ์ ํน์ฑํ๊ฐ๋ KS ๊ธฐ์ค9)์ ๋ฐ๋ผ ์ํํ์๋ค. Fig. 3 ๋ฐ Table 2์๋ ๊ฐ์ฌ์ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ์ ์ญํ์ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์์ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋
25mm ์ฒ ๊ทผ์ ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ 634MPa์์ผ๋ฉฐ, ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์์ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋ 10mm์ 22mm ์ฒ ๊ทผ์ ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ 518MPa์ 517MPa์๋ค.
์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ผ๋ก ๋ฐฐ๊ทผ๋ 16mm ์ฒ ๊ทผ์ ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ 476MPa์๋ค. ์คํ์ฒด์ ์ฌ์ฉ๋ ์ฒ ๊ทผ๋ค์ ํ์ฑ๊ณ์๋ 200,000MPa ๊ทผ์ฒ์ ์์๋ค. H-๋ณด์์
์ฌ์ฉ๋ SM490 ๊ฐ์ฌ์ ํญ๋ณต๊ฐ๋์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ 412MPa์ 531MPa์๋ค.
Table 1 Mixture proportion of concrete
|
|
Table 2 Mechanical properties of metallic materials
|
|
|
Fig. 3 Stress-strain curve of metallic materials
|
2.3 ์คํ ๋ฐ ์ธก์ ๋ฐฉ๋ฒ
Fig. 4์ Fig. 5์๋ ์ผ์ถ ์ ๋จ ๋ฐ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์์์ ๊ฐ๋ ฅ๊ณผ ์ธก์ ์์ธ์ ์ธํ
์ฌ์ง์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด๋ RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ์์
์ ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฉฐ H-๋ณด์์ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ ๋ด๋ฏผ๋ณด ํํ๋ก ์ธํ
ํ์๋๋ฐ, ์ด๋ ์ ๋จ๊ฒฝ๊ฐ๋น๋ 1.6์ด๋ค. ๊ฐ๋ ฅ์ RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ์๋ 3,000kN
์ฉ๋์ ์ค์ผ์ญ์, H-๋ณด ๋๋จ์๋ 2,000kN ์ฉ๋์ ์ก์ถ์์ดํฐ๋ฅผ ์ธํ
ํ์ฌ 2์ ๊ฐ๋ ฅ์ผ๋ก ๊ฐ๊ฐ ํ์ค์ ์ด ํ์๋ค. RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ๊ณผ ๋ด๋ฏผ๋ณด ๋๋จ์
ํ์ค๋น์จ์ 0.75:0.25๋ก ํ์๋๋ฐ, ์ด๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ ๋ฐ์์ํค์ง ์์ผ๋ฉฐ RC ๋ณด์ ํจ ํ๊ดด ์ด์ ์ ์ ๋จ ํ๊ดด๋ฅผ ์ ๋์ํค๊ธฐ ์ํจ์ด๋ค.
๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ, ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ, ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๋ฐ H-๋ณด์๋ ๋ณด์ ์ ๋จ ๊ฑฐ๋์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ณํ๋ฅ ์ ์ธก์ ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ํ๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ, ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ, ์์
์ ๋จํ๊ดด๋ฉด์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๋ฐ ๊ฐ์ฌ ๋ณด ์๋ถ ํ๋์ง์ ์์ด์ด ์คํธ๋ ์ธ ๊ฒ์ด์ง(wire strain gauge, WSG)๋ฅผ ๋ถ์ฐฉํ์๋ค. RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ๊ณผ
๊ฐ์ฌ ๋ณด ๋๋จ์ ์ฒ์ง์ 100mm ์ฉ๋์ ๋ณ์๊ณ(linear variable differential transducers, LVDTs)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ
์ธก์ ํ์๋ค.
|
Fig. 5 Test set-up (one-way shear specimen)
|
์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด๋ ์ง์ ์ ๋จ๊ฑฐ๋์ ๋ชจ๋ธ๋งํ์ฌ ์๋จ H-๋ณด๋ฅผ ํ์ง ์ง์ ์ ์ธํ
ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ์ ์ ๋จ๊ฒฝ๊ฐ๋น๋ 0.1๋ก ํ์๋ค. ๊ฐ๋ ฅ์ 10,000kN์
์ค์ผ์ญ์ ์ด์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์์ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ๊ฑฐ๋์ ์ํด ์ง๋ฐฐ๋ฐ์ ์ ์๋๋ก ์ ๋จ๊ฒฝ๊ฐ์ ๊ฒฐ์ ํ์๋ค. WSG๋ ์์ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ํ๊ดด๋ฉด์ ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ๊ณผ
์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ถ์ฐฉํ์๋ค. RC ๋ณด ์ค์๋ถ์ ์ฒ์ง์ 100mm ์ฉ๋์ LVDTs๋ฅผ ํ์ง ์ง์ ๊ณผ RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ์ ํ๋ถ๋ 50mm ์ฉ๋์ LVDTs๋ก
์ฒ์ง์ ์ธก์ ํ์๋ค. ์คํ์ฒด์ ์ค์๋ถ์๋ H-๋ณด์ RC ๋ณด์ 50mm ์ฉ๋์ LVDTs๋ฅผ ์ค์นํ์ฌ ๋ ๋ณด์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ์์ ์ธก์ ํ์๋ค.
3. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋ถ์
3.1 ๊ท ์ด์ง์ ๋ฐ ํ๊ดด๋ชจ๋
๊ฐ ์คํ์ฒด์ ๊ท ์ด์ง์ ๋ฐ ํ๊ดด์์ญ์ Fig. 6์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ์ ๋ํ๋ธ ์ซ์๋ ๋ถ์ฌ์ ์์ฉํ๋ ์ ๋จ๋ ฅ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด๋ ๋ชจ๋ ์ ๋จ
ํ๊ดด์ ์ํด ์ง๋ฐฐ ๋ฐ์์ผ๋ฉฐ RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ๊ณผ ํ์ง์ง์ ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ๊ฒฝ์ฌ๋ฉด์ ๋ฐ๋ผ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์ ์ด๊ธฐ ํจ ๊ท ์ด์ RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์
ํ๋ถ์ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ํ์ค์ ์ฆ๊ฐ์ ํจ๊ป ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ์ผ๋ก๋ถํฐ 1,200mm ๋ฒ์์ ์์๋ค. ๋ํ RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ํ๋ถ์์ ๋ณด ๊น์ด์ 0.5๋ฐฐ๊น์ง ์ง์ ๋์์ผ๋ฉฐ
ํ๊ดด ์๊น์ง ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์ง์ ์ ์์๋ค. ๊ฒฝ์ฌ ๊ท ์ด์ S-C ์คํ์ฒด์ S-A ์คํ์ฒด์์ ๋น์ทํ ํ์ค์ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ RC ๋ณด ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ๊ณผ ํ์ง์ง์ ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋
๊ฒฝ์ฌ๋ฉด์ ์ฃผ๋ก ๋ฐ์ํ์๋ค. ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋ S-A ์คํ์ฒด์ ๊ท ์ด์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ฅ๋ถ์์ฉ์ผ๋ก ์ธํด ์ ๋จ์๋ ฅ์ด ๋ถ์ฐ๋์ด S-C ์คํ์ฒด๋ณด๋ค
ํญ์ด ์์ ๊ท ์ด๋ค์ด ๋ ๋ง์ด ๋ํ๋ฌ์ผ๋, ์ ๋ฐ์ ์ธ ๊ท ์ด๊ฑฐ๋์ ์ ์ฌํ์๋ค. PC์ CIP ๊ฒฝ๊ณ๋ฉด์ ๋ฐ๋ฅธ ์ข
๋ฐฉํฅ ๊ท ์ด์ ๋ฐ์ํ์ง ์์์ผ๋ฉฐ ์ด๋ ์คํ์ฒด๊ฐ
์ํ๋ณด๋ค๋ ์์ง์ ๋จ์ ์ํด ํ๊ดด๊ฐ ์ง๋ฐฐ๋์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด๋ RC ๋ณด์ ๊ฒฝ์ฌ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ ๋ฉด์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๊ณ ๊ฐ๋ ฅ์ ์ข
๋ฃํ์๋ค.
|
Fig. 6 Crack propagation of each specimen (The numbers in the figure indicate the
shear force corresponding to the occurrence each crack)
|
์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด๋ ๋ชจ๋ ๊ฐ๋ ฅ์ ๊ณผ ์ง์ ์ ์ฐ๊ฒฐํ๋ ์ ์ ์์ญ์์์ ์์ง์ ๊ฐ๊น์ด ๊ท ์ด์ ์ํด ํ๊ดด๊ฐ ์ง๋ฐฐ๋์๋ค. ํจ ๊ท ์ด์ ๊ฑฐ์ ๋ฐ์ํ์ง ์์์ผ๋ฉฐ,
์ด๋ ํจ์ ์ํ ์ํฅ์ด ๋งค์ฐ ์์์ ์๋ฏธํ๋ค. ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์ ์ด๊ธฐ๊ท ์ด์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ์ฒ ๊ทผ๋ฐ์นจ ์๋ถ์ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ ํ์ค์ ์ฆ๊ฐ์ ํจ๊ป ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ์
ํฅํด ์ง์ ํ์๋ค. D-C ์คํ์ฒด์ D-A ์คํ์ฒด์ ๊ท ์ด์ง์ ์ ๊ท ์ด ๋ฐ์ ์์ ์ ํ์ค ์ฐจ์ด๋ ๋ฏธ๋ฏธํ๊ฒ ์์์ง๋ง ๋์ผํ ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์๋ค. ์ต๋๋ด๋ ฅ ์ดํ์๋
์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ์์ ์ฆ๊ฐ์ ํจ๊ป ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ๋ถ๊ทผ์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ฉด์ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค.
3.2 ํ๊ดด์์ญ์์์ ์ ๋จ๋ ฅ๊ณผ ์ฒ์ง ๊ด๊ณ
Fig. 7(a)์๋ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์ ํ๊ดด์์ญ์์ ์ ๋จ๋ ฅ๊ณผ ์ฒ์ง ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ณด์ ์ด๊ธฐ ๊ฐ์ฑ์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ํฅ์ ๋ฐ์ง ์์๋ค. ๋ณด์ ์ฒ์ง์
์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด์ ๋ฐ์๊ณผ ํจ๊ป ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ์๋๋ฐ, ์ดํ ๊ฐ์ฑ์ ์ ํ๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋ S-A ์คํ์ฒด์์ ๋ ํ์๋ค. S-A ์คํ์ฒด๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์
๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ฅ๋ถ์์ฉ์ผ๋ก ์ธํด S-C ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ์ฝ 25% ๋์ ์ต๋ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ๋ณด์๋ค. ์ต๋๋ด๋ ฅ์ ๋๋ฌํ ์ดํ์๋ RC ๋ณด์ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์์ง๋ง,
L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๊ฐ RC ๋ณด๋ฅผ ์ง์งํด์ฃผ๋ฉด์ ์ต๋๋ด๋ ฅ ์ดํ์ ํ์ค์ ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์ํ์์ ๋ํ๋์ง ์์๋ค. ACI 318-1410) ๊ธฐ์ค์ ๋ฑ๊ฐ์๋ ฅ๋ธ๋ก์ ์ด์ฉํ ํจ ๋ด๋ ฅ์ผ๋ก๋ถํฐ ์ฐ์ ํ ์ ๋จ๋ ฅ์ 728kN์๋๋ฐ, ์ด๋ ์ธก์ ๋ ์ต๋ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ์ฝ 1.7๋ฐฐ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด๋
์ ๋จํ๊ดด์ ์ง๋ฐฐ๋ฐ์์์ ๋ช
๋ฐฑํ ์ ์ ์๋ค.
์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์์ ๋ ์คํ์ฒด๋ ์ ์ฌํ ์ด๊ธฐ ๊ฐ์ฑ์ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ๊ท ์ด ๋ฐ์๊ณผ ํจ๊ป ์ฒ์ง์ด ๊ธ๊ฒฉํ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์๋ค(Fig. 7(b)). ์ดํ
๊ฐ์ฑ์ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์ ๋ง์ฐฌ๊ฐ์ง๋ก ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋ D-A ์คํ์ฒด์์ ๋ ๋์๋ค. ์ต๋๋ด๋ ฅ ์ดํ์๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ง์ฐฐ๋ฉด ํ๊ดด์ ๊ฐ๋ ฅ์ง์ ์
์ง์ํ๊ดด๋ก ์ธํด ํ์ค์ด ์๋งํ ๊ฐ์ํ์๋ค. ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์์ ๋ ์คํ์ฒด์ ์ ๋จํ์ค-์ฒ์ง ๊ด๊ณ๋ ์ ์ฌํ์์ง๋ง D-A ์คํ์ฒด๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์ ํญ์ผ๋ก
์ธํด ๊ฐ์ฑ ๋ฐ ์ต๋๋ด๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ๋ ์คํ์ฒด์ ์ต๋ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ACI 318-14 ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์ ํจ ๋ด๋ ฅ์ผ๋ก๋ถํฐ ์ฐ์ ํ ์ ๋จ๋ ฅ์ ์ฝ 80%์๋ค. ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก
์ ๋จ๋ง์ฐฐ ๊ฑฐ๋์ ํ์
ํ๊ธฐ ์ํ ๋ณด๋ค์ ์ ์ ์์ญ์์์ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ์ ์ํด ๊ทธ ๊ฑฐ๋์ด ์ง๋ฐฐ๋์์ผ๋ฉฐ ์ ์ ์์ญ์์์ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ ์ํฅ์ ์๋์ ์ผ๋ก ์๊ฒ ์๋ค.
|
Fig. 7 Shear force-deflection relationship of each specimen
|
3.3 ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์ง๋ฐฐ์์์ ์ ๋จ๋ ฅ-์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ๊ด๊ณ
์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์์์ ์ ๋จ๋ ฅ-์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ๊ด๊ณ๋ Fig. 8์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ์ ๋ํ๋ธ ์ ๋จ๋ ฅ์ ํ๊ดด์์ญ์์์ ์ ๋จ๋ ฅ์ด๋ฉฐ ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์
์์ญ์์ ์ธก์ ๋ H-๋ณด์ RC ๋ณด์ ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง์ด๋ค. ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด๋ ํ๊ดด์์ญ์์์ ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด์ด ๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ ๊น์ง ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง์ด ๋ฐ์ํ์ง ์์๋ค.
์ด๊ธฐ ๊ท ์ด์ ๋ ์คํ์ฒด์์ ๋น์ทํ ์์ ์ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ ์ด์ ํจ๊ป ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ์์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ์๋ D-A ์คํ์ฒด์์
๋ ์ ์๋ค. ์ต๋๋ด๋ ฅ์ ๋๋ฌํ ์ดํ์ ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ์์ ์ฆ๊ฐ์๋์ ๋ํ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ๋ฏธํ์๋ค.
|
Fig. 8 Shear force-relative slip relationship of shear friction specimens
|
3.4 ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์์ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๊ฑฐ๋
Fig. 9์๋ ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์์ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด๊ณผ ๊ต์ฐจํ๋ ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์์์ ๋ณํ๋ฅ ๊ฑฐ๋์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ๋ฐ์๊ณผ ๋์์
๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ๋๋ฐ, ์ต๋๋ด๋ ฅ ์์ ์์ ์ฒ ๊ทผ ํญ๋ณต๋ณํ๋ฅ ์ ๋๋ฌํ์๋ค. ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ ๋ณํ๋ฅ ์ ์ฆ๊ฐ๊ธฐ์ธ๊ธฐ๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ์๋ ์คํ์ฒด์์ ๋ค์ ์๋งํ์๋ค.
|
Fig. 9 Strain behavior of shear reinforcement in one-way shear specimens
|
3.5 ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๊ฑฐ๋
Fig. 10์๋ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ํ๊ดด๋ฉด์์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ๊ฑฐ๋์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋จ๋ฉด์ ์ ๋ํ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ ๋ฉด์ ์ ๋น๋ 0.5%์ด๋ค.
์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ๊ท ์ด๊ณผ ๋ฐ์ํ์ฌ ํจ๊ป ์ฆ๊ฐํ์๋๋ฐ, ๊ทธ ์ฆ๊ฐ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ๋ ํ๋ถ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์์ ์ปธ๋ค. ์ด๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์์ ์์ฉํ๋
ํจ ๋ชจ๋ฉํธ์ ์ํฅ์ด ๋ถ๊ฐ์ ์ผ๋ก ์์ฉ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ถ์ฌ์ ์ต๋๋ด๋ ฅ ์ ํ๋ถ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ํญ๋ณตํ์๋ค. ์๋ถ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ถ์ฌ์ ์ต๋๋ด๋ ฅ ์ ๊น์ง ํญ๋ณตํ์ง
์์๋ค.
|
Fig. 10 Typical strain distributions measured in dowel bars within the shear friction
region
|
3.6 ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ๋ํ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค๊ณผ์ ๋น๊ต
์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์์ ACI 318-1410) ๋ฐ EC211) ์ค๊ณ๊ธฐ์ค ์ ๋จ๋ด๋ ฅ๊ณผ ์คํ๊ฐ๊ณผ์ ๋น๊ต๋ Fig. 11์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์ผ๋ก๋ถํฐ ์ฐ์ ๋ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ACI 318-14 ๊ธฐ์ค์ โ22.5 One-way
shear strengthโ์ ๊ณผ EC2 ๊ธฐ์ค์ โ6.2 Shearโ์ ์์ ์ ์๋ ์์ ํตํด ์ฐ์ ํ์๋ค. ์ผ์ถ ์ ๋จ ์คํ์ฒด์์ ๋ด๋ ฅ์ ์์ง ์ ๋จ์ ์ํ
ํ๊ดด๋ชจ๋๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ํ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ๊ณ ๋ คํ์ง ์์๋ค. S-C์ S-A ์คํ์ฒด์ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ACI 318-14์ ์์ธก ๊ฐ๋ณด๋ค ๊ฐ๊ฐ 3%์ 28% ๋์์ผ๋ฉฐ,
EC2 ์์ธก ๊ฐ๋ณด๋ค ๊ฐ๊ฐ 21%์ 50% ๋์๋ค. ์ฆ, HSRC ๋ณด์ ์ผ์ถ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ACI 318-14 ๋ฐ EC2์ ์์ ์ด์ฉํ์ฌ ์์ ์ธก์์ ํ๊ฐ๋
์ ์์๋ค.
|
Fig. 11 Comparisons of measured shear strength and predic-tions obtained from code
equations
|
์ด ์ฐ๊ตฌ์์ ์ํ๋ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด๋ ์ ์ ์์ญ์์์ ์ ๋จ์ ํญ์ ๊ณ ๋ คํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ์ ์ํฅ์ด ์๋ค. ํ์ง๋ง ์ ์ ๋จ๊ฒฝ๊ฐ๋น๋ 0.1๋ก์ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ์
ํฌ๊ธฐ๋ ๋งค์ฐ ์๊ฒ ์์ผ๋ฏ๋ก ์ ์ ์์ญ์์์ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด๋ก๋ถํฐ ์ธก์ ๋ ์ต๋ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ๋ด๋ ฅ๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ๊ทธ ์์ ์ฑ์ ํ๊ฐํ์๋ค(Fig.
12). ACI 318-14๊ณผ EC2 ๊ธฐ์ค์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์์ฉ ์ถํ์ค ๋ฐ ํก๋ณด๊ฐ๊ทผ ๋ฑ์ ์ฌ๋ฌ ๊ฐ์ง ์กฐ๊ฑด์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์์ธก ๊ฐ์ ์ ์ํ๊ณ ์๋ค. HSRC
๋ณด๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ PC์ CIP์ ๊ฒฝ๊ณ๋ฉด์ด ๋ฐ์ํ๋ฉฐ, ์ด๋ ๊ฑฐ์น ํ๋ฉด์ผ๋ก ๋ถ๋ฅ๋ ์ ์๋ค. ACI 318-14 ๊ธฐ์ค์์๋ ๊ฑฐ์น ํ๋ฉด์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋จ๋ง์ฐฐ
๋ฉ์ปค๋์ฆ์ ๋ํด ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์ฐฉ๋ ฅ์ ์ฐ์ ํ์ง ์์ผ๋ฉฐ, ๋ง์ฐฐ๊ณ์๋ง 1.0์ผ๋ก ์ ์ํ๊ณ ์๋ค. EC2 ๊ธฐ์ค์์๋ ๋ถ์ฐฉ๊ณ์๋ฅผ 0.45, ๋ง์ฐฐ๊ณ์๋ฅผ 0.7๋ก
์ ์ํ๊ณ ์๋ค. D-C์ D-A ์คํ์ฒด์์ ์คํ๊ฐ์ ๋ํ ์์ธก ๊ฐ์ ๋น๋ ACI 318-14 ๊ธฐ์ค์์ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ๊ฐ 1.59์ 1.40์ด๊ณ , EC2
๊ธฐ์ค์์ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ๊ฐ 1.69๊ณผ 1.61์ด๋ค. ์ฆ, HSRC ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์ ํญ์ ๋น๋ก ์๋ถ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ํญ๋ณต์ ๋๋ฌํ์ง
์์์ง๋ง ACI 318-14 ๋ฐ EC2์ ์์ ์ด์ฉํ์ฌ ์์ ์ธก์์ ํ๊ฐ๋ ์ ์์๋ค.
|
Fig. 12 Comparisons of measured shear friction strength and predictions obtained from
code equations
|
4. ๊ฒฐ ๋ก
HSRC ๋ณด์ ์ ๋จ ๋ฐ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ๊ฑฐ๋์ ํ๊ฐํ ๊ฒฐ๊ณผ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ๊ฒฐ๋ก ์ ์ป์๋ค.
1)HSRC ๋ณด๊ฐ ์ ๋จ ๋ฐ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์ง๋ฐฐ๋ฅผ ๋ฐ์ ๋, ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ณด์ ๊ท ์ด ์ง์ ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ฏธ๋ฏธํ์์ง๋ง, ๋ถ์ฌ์ ์ ๋จ๋ด๋ ฅ์
์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋ ๋ณด์์ ์ฝ 25% ๋์๋ค.
2)์ ๋จ๋ง์ฐฐ ์คํ์ฒด์์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ์์ ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด๊ณผ ํจ๊ป ์ฆ๊ฐํ์๋๋ฐ, ๊ทธ๋์ ์๋ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ์์ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋ D-A ์คํ์ฒด์์
๋ ์ ์๋ค.
3)์ ๋จ๋ง์ฐฐ ํ๊ดด๋ฉด์์ ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์์ด 0.5%์ธ ๊ฒฝ์ฐ ๋ถ์ฌ์ ํญ๋ณต ์ ๊น์ง ์๋ถ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ํญ๋ณต์ ๋๋ฌํ์ง ์์๋ค.
4)HSRC ๋ณด์ ์ผ์ถ ์ ๋จ ๋ฐ ์ ๋จ๋ง์ฐฐ ๋ด๋ ฅ์ ACI 318-14 ๋ฐ EC2 ์ค๊ณ์์ ์ด์ฉํ์ฌ ์์ ์ธก์์ ํ๊ฐ๋ ์ ์์๋ค.
Acknowledgements
์ด ์ฐ๊ตฌ๋ 2016๋
๋ ์ฐ์
ํต์์์๋ถ์ ์ฌ์์ผ๋ก ์ค์๊ธฐ์
์ฒญ(๊ณผ์ ๋ฒํธ: S2298119)์ ๊ฒฝ๊ธฐ๋ํ๊ต ๋ํ์ ์ฐ๊ตฌ์์ฅํ์ ์ฅํ๊ธ ์ง์์ ์ํ์ฌ ์ํ๋์์.
References
An, J. H., and Park, C. S., โA Proposal for Estimating Method of Shear Strength on
the Beam-Column Joints of Composite Structureโ, Architectural Institute of Korea,
Vol.18, No.1, 2016, pp.225-232.
Seo, E. A., Yang, K. H. and Hong, S. H., โ Evaluation on Flexural Behavior of Hybrid
Beams with Rigid Joint Connecting Steel and Precast Concrete Elementsโ, Journal of
the Korea Concrete Institute, Vol.28, No.1, 2016, pp.13-21.
Seo, E. A., โSeismic Performance Evaluation of Hybrid System Composed of Steel-Reinforced
Concrete Beams with Rigid Jointโ, MS Thesis, Kyonggi University, Korea, 2014.
Yang, K. H., Seo, E. A., and Hong, S. H., โCyclic Flexural Tests of Hybrid Steel-Precast
Concrete Beams with Simple Connection Elementsโ, Engineering Structures, Vol.118,
2016, pp.344-356.
Choi, H. K., Yoo, C. H., Choi, Y. C., and Choi, C. S., โStructural Capacity Evaluation
of Hybrid Precast Concrete Beam-Column Connections Subjected to Cyclic Loadingโ, Journal
of the Korea Concrete Institute, Vol.22, No.3, 2010, pp.325-333.
Min, C. S., โReinforced Concrete Engineering 3rd Editionโ, Goomi-Seogwan, 2014.
Seo, J. I., Park, H. G., Hong, G. H., Kang, S. M., and Kim, C. G., โEvaluation of
Horizontal Shear Strength for Concrete Composite Membersโ, Journal of the Korea Concrete
Institute, Vol.28, No.4, 2016, pp.407-417.
KS F 2405, โMethod of Test for Compressive Strength of Concreteโ, Korean Standards
Association, 2010.
KS B 0802, โMethod of Tensile Test for Metallic Materialsโ, Korean Standards Association,
2003.
ACI Committee 318, Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-14)
and Commentary, American Concrete Institute, USA, 2014.
EC2, Eurocode 2: Design of Concrete Structures, Eurocode2, UK, 2004.