๊ถํ์ง
(Hyuck-Jin Kwon)
1
์๊ทผํ
(Keun-Hyeok Yang)
2โ
ํ์นํ
(Seung-Hyun Hong)
3
โ2017 by Korea Concrete Institute
Key words (Korean)
ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด, HSRC ๋ณด ์์คํ
, ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ, ํจ ์ฐ์ฑ
Key words
hybrid beam, HSRC beam, dowel bar, flexural ductility
-
1. ์ ๋ก
-
2. ์ค ํ
-
2.1 ์คํ์ฒด ์์ธ
-
2.2 ์ฌ๋ฃ
-
2.3 ์คํ ๋ฐ ์ธก์ ๋ฐฉ๋ฒ
-
3. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋ถ์
-
3.1 ๊ท ์ด ๋ฐ ํ๊ดด์์
-
3.2 ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ
-
3.3 ํจ ๋ด๋ ฅ
-
3.4 ํจ ์ฐ์ฑ
-
3.5 ๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ
-
4. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
์ต๊ทผ ์ฐ์
์ฌํ์ ๋ฐ๋ฌ๊ณผ ํจ๊ป ๊ณต์ฅ๊ฑด๋ฌผ, ์งํ์์ค ๋ฐ ์ฃผ์ฐจ์ฅ๊ณผ ๊ฐ์ ์ฅ๊ฒฝ๊ฐ ๊ฑด์ถ๋ฌผ์ ๋ํ ์์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค.1) ์ฅ๊ฒฝ๊ฐ ๊ฑด์ถ๋ฌผ๋ค์์๋ ๊ธฐ์กด์ ๋จ๋
๊ตฌ์กฐ ์์คํ
์ ํ๊ณ๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๊ตฌ์กฐ ์์คํ
์ ์กฐํฉํ๋ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด ์์คํ
์ ์ ์ฉ์ด ์ ์ฐจ ํ์ฑํ๋๊ณ
์๋ค. ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด ์์คํ
์์ ๊ฐ์ฅ ๋๋ฆฌ ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ตฌ์กฐ ์์คํ
์ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ ์ฒ ๊ทผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(reinforced concrete, RC) ๋ณด ์์คํ
์ธ๋ฐ,
์ด๋ฌํ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด์์ ํฉ์ฑ์ ๋จ์ํ ์ฌ๋ฃ์ ํฉ์ฑ์ด ์๋ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ๋ ์์คํ
๊ฐ์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ๊ฐ๋ ๊ตฌ์กฐ์ ์ธ ํฉ์ฑ์ด๋ค.2,3)
๊ฐ์ฌ ๋ณด์ RC ๋ณด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๋๋ถ๋ถ์ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด ์์คํ
4,5)์์ ๋ ์์คํ
์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ์ฃผ๋ก RC ๋ณด์ ๋งค๋ฆฝ๋ ๋ณด๊ฐ์ฒ ๋ฌผ๊ณผ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์์ ๋ณผํธ ์ฒด๊ฒฐ์ ํตํ ์ ํฉ์ผ๋ก ์๊ณต๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ณผํธ ์ฒด๊ฒฐ๋ฐฉ์์ ๋ณผํธ ๊ตฌ๋ฉ์
๋ง์ถ๋ ๊ฒ์ ์์ด์ ์๊ณต์ฑ์ด ๋ถ๋ฆฌํ๋ฉฐ ํฌ๋ ์ธ ์์ค ์๊ฐ์ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ธํ ๊ณต๊ธฐ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฌธ์ ์ ์ด ์๋ค. ๋ํ ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ ํ์์๋ RC ๋ณด์ ๋งค๋ฆฝ๋ ๊ฐ์ฌ์
์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ์ฑ ์ฐจ์ด๋ก ์ธํ ์ญ์ฌ์ธ์ฅ ๊ท ์ด ๋ฐ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ํ๊ดด์ ์ํ์ฑ์ด ์๋ค.6,7)
๋ณผํธ ์ ํฉ์ ์ฌ์ฉํ๋ ๊ธฐ์กด ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด์ ๋ฌธ์ ์ ์ ๊ฐ์ ํ๊ธฐ ์ํด Yang et al.8)์ H-๋ณด-RC ๋ณด์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ๊ฐ๋ ํ์ด๋ธ๋ฆฌ๋ ๋ณด ์์คํ
(hybrid H-steel-reinforced concrete, HSRC)์ ๊ฐ๋ฐํ์๋ค.
์๊ณต์ฑ๊ณผ ๋ถ์ฌ์ ์ฐ์ฑํฅ์์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ๊ฐ๋ฐ๋ HSRC ๋ณด์์ RC ๋ณด๋ ํ๋ฆฌ์บ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(precast concrete, PC)๋ฅผ, ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ๊ณผ
์๋ถ ์ฌ๋๋ธ๋ ํ์ฅํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ(cast-in-place concrete, CIP)๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ค. H-๋ณด์ RC ๋ณด๋ ์ ํฉ์ ์ํด H-๋ณด ๋จ๋ถ์ ์ฉ์ ๋
L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๋ฅผ ํตํด ์ฐ๊ฒฐ๋๋ค. RC ๋ณด์ ์ยทํ๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ ๋ฐ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ปคํ๋ฌ๋ฅผ ํตํด ๊ธฐ๊ณ์ ์ ์ฐฉ์ผ๋ก ๊ฐ์ ํฉ ๋๋๋ฐ, ์ด๋ ํ์ง์ ํฉ์ผ๋ก
๊ฐ์ฃผ๋๋ ๊ธฐ์กด ๋ณผํธ์ฒด๊ฒฐ ๋ฐฉ์๋ณด๋ค ๋ถ์ฌ ๊ฐ์ ์๋ ฅ์ ๋ฌ์ ์ ๋ฆฌํ๋ค.
๊ฑด์ถ๋ฌผ์ ๋ด์ง์ค๊ณ๋ ์ฃผ๋ก ๊ฐํ ๊ธฐ๋ฅ-์ฝํ ๋ณด์ ๊ฐ๋
์ผ๋ก ์ค๊ณ๋๋ฉฐ, ๋ถ์ฌ์ ๋ฐ์๋๋ ์์ฑํ์ง์ ์์น๋ ์ ์ฒด ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ๊ฑฐ๋์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ค. ์ ์๋ ์์คํ
์์
์์ฑํ์ง์ ํ์ฑ ์์น๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ์ ํฉ ์ฌ๋ถ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ์ฌ ๋ณด ๋๋ RC ๋ณด์ ๋ฐ์ํ ์ ์๋๋ฐ, ์ด์ ๋ฐ๋ผ ๋ชจ๋ฉํธ์ ์ฌ๋ถ๋ฐฐ๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ง๋ค.9) ๋ถ์ฌ ๋ฐ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ฐ์ฑ์ฆ์ง์ ์ํด์๋ RC ๋ณด๋ณด๋ค๋ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ์ฐ๊ฒฐ๋๋ ๋จ๋ถ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ ์์ฑํ์ง๊ฐ ๋ฐ์๋๋ ๊ฒ์ด ๋ฐ๋์งํ๋ค.
์ด ์ฐ๊ตฌ์ ๋ชฉ์ ์ ๊ฐ์ฌ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ์ ์ ํฉ๋ถ ์์ญ์์ HSRC ๋ณด์ ๋ฐ๋ณต ๋ด๋ ฅ ๋ฐ ํจ ๊ฑฐ๋์ ํ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ด๋ค. ์คํ๋ณ์๋ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ RC ๋ณด์ ์ผ์ฒดํ์
์ํฅ์ ์ฃผ๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ์์ธ๋ก์จ, ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผ์ ๋ฌด, ๋ฐฐ๊ทผ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์์ธ์ด๋ค. ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ ํ์์ HSRC ๋ณด์ ์์ฑํ์ง๋ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ์ฐ๊ฒฐ๋๋
๊ฐ์ฌ ๋ณด ๋จ๋ถ์์ ํ์ฑ๋๋๋ก ์ ๋ํ์๋ค. ํ์ค์ ๋ฌ์ ๋ํ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ์ํฅ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ HSRC ๋ณด์ ๊ธธ์ด๋ฐฉํฅ์์ ๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. ํจ
์ฐ์ฑ์ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ๋ก๋ถํฐ ์ป์ ๋ณ์์ฐ์ฑ๋น ๋ฐ ์ผ ์์์ง์๋ก๋ถํฐ ํ๊ฐํ์๋ค.
2. ์ค ํ
2.1 ์คํ์ฒด ์์ธ
๊ฐ์ฌ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ์ฐ๊ฒฐ๋๋ HSRC ๋ณด ์คํ์ฒด์ ์์ธ๋ Fig. 1์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ ํ์์ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ์ ํฉ๋ HSRC ๋ณด์ ํจ ๊ฑฐ๋์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ
3๊ฐ์ ์คํ์ฒด๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ์์ธ๋ฅผ ์ฃผ์๋ณ์๋ก ํ์๋ค. ๋จ๋ถ H-๋ณด์ ๊ธธ์ด๋ ์ ํจ์๋ก์จ ๋ฅผ ์ ํํ์๋๋ฐ, ์ฌ๊ธฐ์, ๋ ์ฐ์๋ณด์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ถํฌ์์ ๊ธฐ๋ฅ ๋จ๋ถ์์๋ถํฐ ๋ณ๊ณก์ ๊น์ง์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ด๋ค. Seo et al.10)์ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ RC ๋ณด์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ์์น๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ RC ๋ณด ์์ญ์์ ๊ณผ๋ํ ๊ท ์ด์ง์ ์ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ณ๊ณก์ ์ ์์นํ๋ ๊ฒ์ด ์ ๋ฆฌํจ์ ๋ณด์๋ค.
C ์คํ์ฒด(Fig. 2(a))๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋์ด ์์ง ์์ ์คํ์ฒด์ด๋ค. A ์คํ์ฒด(Fig. 2(b))๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด PC ๋ณด์ 600mm์ ์ ์ฐฉ
๊ธธ์ด๋ฅผ ํ๋ณดํ์ฌ ๋ฐฐ๊ทผ๋์์ผ๋ฉฐ, ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ปคํ๋ฌ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ ์ฐฉ๋์๋ค. N ์คํ์ฒด(Fig. 2(c))๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์
์์ญ์์ ใท๋ชจ์์ผ๋ก ์ ๊ณกํ์ฌ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ์ ์ฐฉ์ํค์ง ์๊ณ ๋ฐฐ๊ทผํ์๋ค. N ์คํ์ฒด์์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ ๋ฐ์นจ์ ๋์ด๋ PC ๋์ด๊น์ง ์ฆ๊ฐ์์ผฐ๋ค.
์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ ์ฐฉ ๊ธธ์ด๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์์ ์๊ตฌํ๋ ์ธ์ฅ์ฒ ๊ทผ์ ์์ ์ ์ฐฉ ๊ธธ์ด ์ด์์ผ๋ก ํ์๋ค.
Fig. 1
Details of section dimension and reinforcement arrangement of specimens
Fig. 2
Joint details between H-beams and RC beams
๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์์ ๋ณด์ ์ ์ฒด๊ธธ์ด๋ 2,400mm์ด๊ณ H-๋ณด์ ๊ธธ์ด๋ 960mm์ด๋ค. ๊ธฐ๋ฅ์ SM490์ H-400 ร 300 ร 13 ร 21 (mm)๋ฅผ
์ฌ์ฉํ์๋ค. ๋จ๋ถ H-๋ณด๋ SS400์ H-400 ร 300 ร 9 ร 14 (mm)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ 9mm ๋๊ป์ ์คํฐํ๋๋ฅผ 100mm ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ์ฉ์ ํ์ฌ
H-๋ณด์ ๊ตญ๋ถ์ข๊ตด๊ณผ ์ ๋จํ๊ดด๋ฅผ ๋ฐฉ์งํ์๋ค. ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ๋จ๋ถ H-๋ณด๋ ์ฉ์ ์ ํฉํ์๋ค. RC ๋ณด์ ๋จ๋ฉด์ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์์ 300 ร 500mm์ธ๋ฐ, ์ฌ๊ธฐ์
PC ๋ณด๋ 350mm์ด๊ณ ํ์ฅ ํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์์ธ ์๋ถ ์ฌ๋๋ธ๋ 150mm์ด๋ค. RC ๋ณด์ H-๋ณด์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ํ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๋ 25mm ๋๊ป๋ก
์ ์ํ์์ผ๋ฉฐ H-๋ณด ๋จ๋ถ์ ์ฉ์ ์ผ๋ก ์ ํฉํ์๋ค. ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ฐฐ๊ทผ๋์ด์์ง ์์ ์คํ์ฒด์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ฏธ๋๋ฌ์ง์ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ง๊ฒฝ
19mm์ ์คํฐ๋ ๋ณผํธ๋ฅผ ์ฉ์ ํ์๋ค. ์ยทํ๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ 4-D25๋ฅผ ๋ฐฐ๊ทผํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋์ ์ฒ ๊ทผ๋น๋ 1.6%์ด๋ค. ์ ๋จ์ฒ ๊ทผ์ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์์ ์ง๊ฒฝ 13mm์
์ฒ ๊ทผ์ ์ฌ์ฉํ์๋๋ฐ, ๋ฐฐ๊ทผ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์์ 40mm, RC ๋ณด ์์ญ์์๋ 80mm์ด๋ค. ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ ๊ฐ์ฌ ๊ธฐ๋ฅ, H-๋ณด ๋ฐ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๋ฅผ
๊ฐ๊ฐ ์ ์ํ ํ์ ์ฉ์ ์ ํฉํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ฏธ๋ฆฌ ์ ์๋ PC ๋ณด๋ฅผ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ์ ๊ฑฐ์นํ ํ, PC ๋ณด์ ํ๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ ๋๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ปคํ๋ฌ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ
์ ์ฐฉํ์๋ค. ์ดํ์๋ ์๋ถ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผํ์์ผ๋ฉฐ, ํ์ฅ ํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ถ์์ธ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ๊ณผ ์ฌ๋๋ธ๋ฅผ ํ์คํ์๋ค.
2.2 ์ฌ๋ฃ
๋ถ์ฌ ์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ค๊ณ ์์ถ๊ฐ๋๋ 50MPa๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ค๊ณ ์์ถ๊ฐ๋๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ๊ฒฐ์ ๋ ๋ฐฐํฉํ๋ Table 1์ ๋ํ๋ด์๋ค. ํ์ค์
ํ๋ฆฌ์บ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ํ์ฅํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ญ์์ ๋ชจ๋ ๋ ๋ฏธ์ฝ์ ์ด์ฉํ์๋ค. ํ์ค๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์์ถ๊ฐ๋์ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ๋ KS ๊ธฐ์ค11)์์ ์ ์ํ๋ ํ์ค ์์ฃผ ๊ณต์์ฒด(100 ร 200mm)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ธก์ ํ์๋ค. ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ถ๊ฐ๋๋ ๋ถ์ฌ ์คํ ์ง์ ์ ์ธก์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ํ๋ฆฌ์บ์คํธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ญ๊ณผ ํ์ฅํ์ค ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ์์ญ์์
๊ฐ๊ฐ 59.0MPa์ 57.5MPa์๋ค.
Table 2์๋ ๊ฐ์ฌ ๊ธฐ๋ฅ, ๊ฐ์ฌ ๋ณด ๋ฐ RC ๋ณด์ ์ฌ์ฉ๋ H-ํ๊ฐ๊ณผ ์ฒ ๊ทผ์ ์ญํ์ ์ธ ํน์ฑ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ด๋ค์ ํ๊ฐ๋ KS ๊ธฐ์ค12)์ ๋ฐ๋ผ ์ํํ์๋ค. Fig. 3์๋ ๊ฐ์ฌ์ ์๋ ฅ-๋ณํ๋ฅ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋ ์ง๊ฒฝ 25mm ์ฒ ๊ทผ์ ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ 524MPa์ด์๋ค.
์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ง๊ฒฝ 16mm ์ฒ ๊ทผ์ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ 474MPa์ด์๋ค. ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ ์ฌ์ฉ๋ SS400 ๊ฐ์ฌ์ ํญ๋ณต๊ฐ๋๋ 315MPa์ด์๋ค. ์คํ์ฒด์
์ฌ์ฉ๋ H-ํ๊ฐ๊ณผ ์ฒ ๊ทผ์ ํ์ฑ๊ณ์๋ ์ฝ 200,000MPa์ด์๋ค.
Table 1 Mixture proportion of concrete
|
Note) W/C = water/cement ratio, S/a = sand/aggregate ratio, W = water, C = cement,
S = sand, G = gravel
|
Table 2 Mechanical properties of metallic materials
|
Fig. 3
Stress-strain curve of metallic materials
2.3 ์คํ ๋ฐ ์ธก์ ๋ฐฉ๋ฒ
Fig. 4์๋ ๊ฐ์ฌ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ์ ํฉ๋ HSRC ๋ณด์ ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ์ ์ํ ์ธก์ ์์ธ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ์คํ์ฒด๋ H-๊ธฐ๋ฅ์ ๋จ๋ถ H-๋ณด๋ฅผ ์ฉ์ ํ์ฌ ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋๋ก
์ธํ
ํ์๋ค. ๊ธฐ๋ฅ์ ์ยทํ๋ถ ํ์ง๋ฅผ ๋๊ณ ๊ฐ๊ฐ 10๊ฐ์ ๊ฐ์ฌ ๋ฝ๋ณผํธ(rock bolts)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ๊ฐ๋ ฅ์์คํ
์ ๊ณ ์ ํ์๋ค. ์คํ์ฒด์๋ ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ์
๋ฐ๋ฅธ H-๋ณด ๋ฐ ์ฒ ๊ทผ์ ๋ณํ๋ฅ ์ ํ์
ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ H-๋ณด ๋จ๋ถ ๋ฐ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ ์ฒ ๊ทผ์ ์ ๊ธฐ ์ ํญ์ ์์ด์ด ์คํธ๋ ์ธ ๊ฒ์ด์ง(wire strain gauge,
WSG)๋ฅผ ๋ถ์ฐฉํ์์ผ๋ฉฐ ๋ถ์ฌ์ ํญ๋ณต์ ๋ถ์ฌ์ ๋ถ์ฐฉ๋ WSG์ ๋ณํ๋ฅ ์ด ํญ๋ณต๋ณํ๋ฅ ์ ๋๋ฌํ์์ ๋๋ก ํ์๋ค. ๊ฐ๋ ฅ์ 2,000kN ์ฉ๋์ ์ก์ถ์์ดํฐ๋ฅผ
์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ณด ์์ ๋จ์์ ๋ณ์์ ์ด๋ก 1์ ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ ํ์๋ค. Fig. 5์๋ ๋ณ์์ ์ด ๊ธฐ๋ฐ์ ๊ฐ๋ ฅ์ด๋ ฅ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๊ฐ ํ์ค์ด๋ ฅ ๋จ๊ณ(step)๋ ํด๋น
ํ์ค์ด๋ ฅ ๋จ๊ณ์ ๋ณ์๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก 3 ์ฌ์ดํด(cycle)์ฉ ๋ฐ๋ณตํ์๋๋ฐ, ์ด๋์ ํ์ค์ด๋ ฅ ๋จ๊ณ ๋น ๋ณ์๋ ๋ถ์ฌํญ๋ณต๋ณ์()์ 0.75โผ6๋ฐฐ๋ก ์ฆ๋ถํ์๋ค. ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ ํ์์ HSRC ๋ณด์ ์์ฑํ์ง๋ H-๋ณด ๋จ๋ถ์์ ํ์ฑ๋๋๋ก ์ ๋๋์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ H-๋ณด ํ๋์ง์ ๋ณํ๋ฅ ์ด ํญ๋ณต๋ณํ๋ฅ ์ ๋๋ฌํ์์ ๋, HSRC ๋ณด ์์ ๋จ์์์ ๋ณ์๋ก ํ์๋ค. HSRC ๋ณด ์์ ๋จ์์์ ๋ณ์๋ 300mm ์ฉ๋์
๋ณ์๊ณ(linear variable differential transducers, LVDTs)๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ธก์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ์คํ์ ๋ถ์ฌ์ ๊ณผ๋ํ ๋ณํ,
๋๋ ํ์ค์ด ์ต๋ ๋ด๋ ฅ์ 80%์ดํ๋ก ๊ฐ์ํ์์ ๋๊น์ง ์ํํ์๋ค.
3. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๋ถ์
3.1 ๊ท ์ด ๋ฐ ํ๊ดด์์
๊ฐ ์คํ์ฒด์ RC ๋ณด์์ ๊ท ์ด์์์ Fig. 6์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ด๊ธฐ ๊ท ์ด์ PC์ CIP์ ์์ง ๊ฒฝ๊ณ๋ฉด ๋ฐ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ๋ถ๊ทผ์์ ๋ฐ์ํ์๋ค. ๊ท ์ด์
ํ์ค์ ์ง์ ๊ณผ ํจ๊ป RC ๋ณด์์ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ ์์ฉํ๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ์ง์ค๋์์ผ๋ฉฐ, ๋๋ถ๋ถ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์์๋ถํฐ ์ฝ 400mm ๋ฒ์์ ๋ฐ์ํ์๋ค.
์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ญ์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ ์ต๋ ๋ด๋ ฅ ์ดํ์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ๋ฐ์นจ ๋ถ๊ทผ์์ ํ๋ฝ์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์ ๊ท ์ด ์์์ ์ ์ฌํ์์ผ๋ฉฐ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ
๋ฐฐ๊ทผ์ด๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์ธ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฐจ์ด๋ ๋งค์ฐ ๋ฏธ๋ฏธํ์๋ค.
Fig. 6
Crack propagation in the RC beam region of each specimen
๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ RC ๋ณด์ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ ํญ๋ณต ์ด์ ์ H-๋ณด๊ฐ ํญ๋ณตํ์์ผ๋ฉฐ ๋ถ์ฌ์ ํญ๋ณต ์ดํ์ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์ฉ์ ์ ํฉ๋ถ, ๋๋ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ๋ฐ์นจ์ด ํ๊ดด๋์๋ค.
C ์คํ์ฒด(Fig. 7(a))๋ ์ต๋๋ด๋ ฅ์ ๋๋ฌํ ์ดํ ํ์ค์ด ์์ํ ๊ฐ์ํ๋ค๊ฐ (์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ)์์ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ํ๋ถ์ฒ ๊ทผ๋ฐ์นจ์ด ํ๊ดด๋์๋ค. A ์คํ์ฒด(Fig. 7(b))๋ (๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ)์์ ๊ฐ์ฌ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ H-๋ณด ์๋ถํ๋์ง์ ์ฉ์ ์ ํฉ๋ถ์ ์ ํํ๊ดด๋ก ์ธํด ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์ ๊ฐ๋ ฅ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ์ฌ ์ดํ์๋ ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์ ๊ฐ๋ ฅ๋ง
์ํํ์๋ค. A ์คํ์ฒด์ H-๋ณด๋ (์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ) ๊ฐ๋ ฅ ์ดํ์ ์จ๋ธ์ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์๋ค. N ์คํ์ฒด(Fig. 7(c))๋ (์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ)์์ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ H-๋ณด ํ๋ถํ๋์ง์ ์ฉ์ ํ๋ฝ์ด ๋ฐ์ํ์๋ค. ์ดํ์๋ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์ ๊ฐ๋ ฅ๋ง ์ํํ์์ผ๋ฉฐ (๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ)์์ H-๋ณด ์๋ถํ๋์ง ๋ฐ ์ฉ์ ๋ถ์ ํ๊ดด๋ก ์ธํด ๊ฐ๋ ฅ์ ์ข
๋ฃํ์๋ค.
Fig. 7
Failure zone of each specimen
3.2 ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ
Fig. 8์๋ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ, Table 3์๋ ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์์ฝํ์๋ค. Fig. 8์์ โ+โ ์์ญ์ ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ(โ)
ํ์ค์ด๋ฉฐ โ-โ์์ญ์ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ๋ฐฉํฅ(โ) ํ์ค์ด๋ค. ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์์ ๋ณด ์์ ๋จ์ ๋ณ์๋ ์ต์ด ํจ ๊ท ์ด์ ๋ฐ์๊ณผ ํจ๊ป ๊ธ๊ฒฉํ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ์์ฉํ์ค์ H-๋ณด
ํ๋์ง์ ํญ๋ณต ์ดํ ์๋งํ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ๋ํ ์ต๋ ๋ด๋ ฅ ์ ๋์ผ ๋ณ์์์์ ๊ฐ๋ ์ ๊ฐ์จ์ 1% ์ด๋ด์๋ค. ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ์ต๋ํ์ค์ ๋๋ ์์ ๋๋ฌํ์์ผ๋ฉฐ, ์ดํ์๋ ํ์ค์ด ๊ฐ์ํ๊ฑฐ๋ ์ฉ์ ์ ํฉ๋ถ์ ํ๊ดด๋ก ๊ฐ๋ ฅ์ด ๋ถ๊ฐ๋ฅํ์๋ค. ์ด๊ธฐ ๋์ผ ๋ณ์์์ ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ ํ์ค์ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ ํ์ค์
๋นํด ์ฝ 80โผ90%์๋๋ฐ, ๊ทธ ์ฐจ์ด๋ ๋ณ์์ ์ฆ๋ถ๊ณผ ํจ๊ป ์์์ง๋ ์์์ ๋ํ๋๋ค. ๋ํ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด๋ RC ๋ณด์ ๊ท ์ด๋ก ์ธํด ํ์นญํ์์ด ๋ํ๋ฌ์ง๋ง,
N ์คํ์ฒด๋ L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ ํ๋ถ ์ฒ ๊ทผ๋ฐ์นจ์ด PC ๋ณด ๋์ด๊น์ง ์ฆ๊ฐ๋์ด ๋ค๋ฅธ ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ํ์นญํ์์ด ์ ์๋ค. C ์คํ์ฒด๋ ์ ยท๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์์ ๋ชจ๋ ์ต๋ํ์ค์ ๋๋ฌํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ ๋ฒ์งธ ์ฌ์ดํด์์ ์ต๋ํ์ค์ 80%๋ก ํ์ค์ด ๊ฐ์ํ์๋ค. A ์คํ์ฒด์ ์ต๋๋ด๋ ฅ์ ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์์ ์ ๋๋ฌํ์์ง๋ง, ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์์๋ ์์ ๋ฐ์ํ ์ฉ์ ์ ํฉ๋ถ ์ ํํ๊ดด๋ก ์ธํด ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ๋ณด๋ค ์ฝ 7% ๋ฎ์๋ค. N ์คํ์ฒด๋ ์ ยท๋ถ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์์ ๋์นญ์ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ณด์๋ค. ์คํ์ฒด
A์ N์ ์ต๋๋ด๋ ฅ ์ดํ ๋ณด์ ๊ธฐ๋ฅ์ ์ ํฉ๋ถ์์ ์ฉ์ ๋ถ์ ํ๊ดด๋ก ์์ ์ต๋๋ณ์ ์ด์ ์ ์ ๋๋ ๋ถ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์์์ ๊ฐ๋ ฅ์ด ์ข
๋ฃ๋์๋ค. ๋ง์ฝ ์ฉ์ ๋ด๋ ฅ์ด
์ ์ ํ๊ฒ ํ๋ณด๋์๋ค๋ฉด, HSRC ๋ณด์์์ ๋ ๋ง์ ๊ฐ๋ ฅ์ด๋ ฅ์ด ๊ฐ๋ฅํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 8
Load-displacement relationship
3.3 ํจ ๋ด๋ ฅ
Table 4์๋ ์คํ๋ HSRC ๋ณด์ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ ์คํ๊ฐ๊ณผ ์์ธก๊ฐ์ ๋น๊ต๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ ํญ๋ณต์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ HSRC ๋ณด์ ์ต๋ ํจ ๋ด๋ ฅ์
H-๋ณด์ ์์ ์์ฑ์ํ๋ฅผ ๊ฐ์ ํ์ฌ ์ฐ์ ํ์๋ค. A ์คํ์ฒด์์ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์ ์ต๋ ํจ ๋ด๋ ฅ์ ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์ ๊ฐ์ ๋นํด ์ฝ 7% ๋ฎ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋๋ฐ,
์ด๋ ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ ๊ฐ๋ ฅ ์์ ๋ฐ์ํ ์ฉ์ ๋ถ์ ์ ํํ๊ดด ๋๋ฌธ์ด๋ค. ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์์ ํจ ๋ด๋ ฅ์ ๋ํ ์คํ๊ฐ๊ณผ ์์ธก๊ฐ์ ๋น๋ ์ฝ 1.00โผ1.09 ๋ฒ์์
์์์ผ๋ฉฐ, ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด HSRC ๋ณด์ ์ต๋ ํจ ๋ด๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ฏธ๋ฏธํ์๋ค. ์ฆ, ๋ถ์ฌ์ ํจ ํ๊ดด๊ฐ RC ๋ณด๋ณด๋ค๋ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ ์ํด ์ง๋ฐฐ๋๋ HSRC
๋ณด์ ์ต๋ ํจ ๋ด๋ ฅ์ H-๋ณด์ ์์ ์์ฑ ์๋ ฅ๋ถํฌ์ ๋นํด ์์ ์ธก์์ ํ๊ฐ๋ ์ ์์๋ค.
3.4 ํจ ์ฐ์ฑ
Fig. 9์๋ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ๋ก๋ถํฐ ์ฐ์ ๋ ๋ณ์์ฐ์ฑ๋น๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. HSRC ๋ณด์ ๋ณ์์ฐ์ฑ๋น()๋ ์ต๋๋ด๋ ฅ ์์ ๋ณ์()๋ฅผ H-๋ณด ํญ๋ณต ์์ ๋ณ์()๋ก ๋๋์ด ์ฐ์ ํ์๋ค.13) ๋ณ์์ฐ์ฑ๋น๋ ์ฉ์ ๋ถ๊ฐ ์ ํํ๊ดด๋ A ์คํ์ฒด์ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ๊ณผ N ์คํ์ฒด์ ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์ ์ ์ธํ ๋ชจ ์คํ์ฒด์์ 4.64 ์ด์์ด์๋ค. C ์คํ์ฒด์
๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์์์ ๋ณ์์ฐ์ฑ๋น๋ 5.01๋ก ๊ฐ์ฅ ๋์์ง๋ง, A ๋ฐ N ์คํ์ฒด์ ํฐ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ณด์ด์ง ์์๋ค. ๋ณ์์ฐ์ฑ๋น์ ๋ํ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ๋ฏธํ์๋๋ฐ,
์ด๋ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์์์ ํ์ค์ ๋ฌ์ด ์ํํ๊ฒ ์ด๋ฃจ์ด์ ธ ๋ถ์ฌ์ ๊ฑฐ๋์ด H-๋ณด์ ํญ๋ณต์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค.
Table 3 Summary of test results
|
Note: = initial flexural cracking load, = yield load, = ultimate load , = free
end displacement at the yielding of H-beams, = free end displacement at the peak
load, (=) = displacement ductility ratio, and = work damage index, The positive(โ)
and negative (โ) moment directions are identified using โ+โ and โ-โ, respectively.
* The ultimate displacement at the negative or positive direction could not be measured
in specimens A and N because of a premature welding failure of flanges of H-beam connected
with H-column.
|
Table 4 Comparisons of measured peak loads and predictions
|
Note: = measured moment capacity, and = predictions calculated from the perfect plasticity
section
|
Fig. 9
Displacement ductility ratio of specimens
ํ์ค์ด๋ ฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ ์คํ์ฒด์ ์ผ์์์ง์()๋ Fig. 10์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ผ์์์ง์๋ Sheikh and Khourv14)์ ๋ชจ๋ธ์ ํตํด ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ ์์ผ๋ก ์ฐ์ ํ์๋ค.
Fig. 10
Cumulative work damage indictor of specimens
(1)
(2)
(3)
์ฌ๊ธฐ์, ์ ์คํ์ฒด์ ์ต๋ํ์ค, ๋ ์ด ์ฌ์ดํด์ ๊ฐ์, ์ ๋ฒ์งธ ์ฌ์ดํด, ์ ์๋์ง์ ์, ์ ๋ ์ ๋ฐ ๋ถ๋ฐฉํฅ์ ๊ฐ์ฑ ๋ฐ ์ ๋ ์ ๋ฐ ๋ถ๋ฐฉํฅ์ ์ต๋๋ณ์๋ฅผ ๋ํ๋ธ๋ค. ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์ ์ผ์์์ง์๋ (12Cycle)๊น์ง ์ ์ฌํ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๋ฉฐ ์ ์ง์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ์๋ค. A ์คํ์ฒด๋ (15Cycle)์์ C ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ์ฝ 49% ๋์ ์๋์ง ์์ฐ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ณด์์ง๋ง ์ฉ์ ๋ถ์ ํ๊ดด๋ก ์ธํด ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ ๊ฐ๋ ฅ๋ง ์ํํ (16Cycle)๋ถํฐ๋ C ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ๋ฎ์ ์๋์ง ์์ฐ ๋ฅ๋ ฅ์ ๋ณด์๋ค. N ์คํ์ฒด์ ์ผ์์์ง์๋ (16Cycle)์์ ๋ค๋ฅธ ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ๋์์ผ๋ ์ดํ ์ ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ ์ฉ์ ๋ถ์ ํ๊ดด๋ก ์ธํด ์ฆ๊ฐ๋์ด ํฌ๊ฒ ๊ฐ์ํ์๋ค. C ์คํ์ฒด๋ ์ฉ์ ๋ถ์ ์ ํํ๊ดด
์์ด ์ ยท๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ์์ ๋ค๋ฅธ ์คํ์ฒด๋ณด๋ค ๋ ๋ง์ ํ์๋ฅผ ๊ฐ๋ ฅ ํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ผ์์์ง์๊ฐ ์ง์์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ ์ต์ข
์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ฅ ๋์ ์ผ์์์ง์๋ฅผ
๋ํ๋๋ค.
A ์คํ์ฒด๋ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์ ํฉ๋ถ์ ์ฉ์ ๋ถ๊ฐ ์ ํํ๊ดด๋ ์ดํ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๋ฐฉํฅ ๊ฐ๋ ฅ๋ง ์ํํ์๋๋ฐ, Fig. 10์๋ ์ฉ์ ๋ถ ์ ํํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ
์ ยท๋ถ ๋์นญ๊ฑฐ๋์ ๊ฐ์ ํ์ฌ ์ผ์์์ง์๋ฅผ ํ๊ฐํ์๋ค(dotted line in Fig. 10). ๋์นญ๊ฑฐ๋์ผ๋ก ๊ฐ์ ๋ A ์คํ์ฒด์ ์ผ์์์ง์๋ C ์คํ์ฒด์
์ ์ฌํ ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์๋ค. ์ฆ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์ ํฉ๋ถ์์ ์ฉ์ ํ๊ดด๊ฐ ์ ํ๋์ง ์๋๋ค๋ฉด HSRC ๋ณด๋ ๋ณ์์ฐ์ฑ๋น 4.6 ์ด์์ ์ถฉ๋ถํ ์ฐ์ฑ์ ํ๋ณดํ ์ ์๋ค๊ณ
ํ๋จ๋๋ค.
3.5 ๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ
Fig. 11์๋ C ์คํ์ฒด์์ ์ ์ ๋ณ์ ์ ๋ณด ๊ธธ์ด๋ฅผ ๋ฐ๋ฅธ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ ๋ฐ H-๋ณด ํ๋์ง์์ ์ธก์ ๋ ๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. A์ N ์คํ์ฒด์์ ์ธก์ ๋ ๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ๋ C ์คํ์ฒด์ ์ ์ฌํ
๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ Fig. 11์ ๋ํ๋ด์ง ์์๋ค. ์คํ์ฒด์ ์์ฑํ์ง๋ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์ ํฉ๋ถ์ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์์ ๋ฐ์๋๋๋ก ์ ๋ํ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ RC ๋ณด์ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์
๊น์ง ํญ๋ณต ๋ณํ๋ฅ ์ ๋๋ฌํ์ง ์์๋ค. ๋ณด ๊ธธ์ด ๋ฐฉํฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ ๋ฐ H-๋ณด ํ๋์ง์ ๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ๋ ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์์ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ๋์ ์ ์ฌํ๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ,
๋ณ์ ์ฆ๋ถ์ ๋ฐ๋ผ ๋น๋ก์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฑฐ๋์ ๋ณด์๋ค. ๋ฐ๋ผ์, HSRC ๋ณด์ H-๋ณด์ RC ๋ณด๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ ๋ฐฐ๊ทผ๊ณผ ๊ด๊ณ์์ด RC ๋ณด ์ฃผ์ฒ ๊ทผ์ ์๋ ฅ์ด
L-ํ ์ฐ๊ฒฐ์ฌ๋ฅผ ํตํด H-๋ณด๋ก ์ํํ๊ฒ ์ ๋ฌ๋๊ณ ์๋ค๊ณ ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 11
Typical strain distributions measured in the flanges of H-steel and longitudinal bars
(C specimen)
4. ๊ฒฐ ๋ก
๊ฐ์ฌ ๊ธฐ๋ฅ๊ณผ ์ ํฉ๋ HSRC ๋ณด ์คํ์ฒด์์ ์์ฑํ์ง๋ H-๋ณด์์ ์ ๋ํ์์ง๋ง, A์ N ์คํ์ฒด๋ ์์์น ๋ชปํ ๋ณด-๊ธฐ๋ฅ ์ ํฉ๋ฉด ์ฉ์ ๋ถ์ ์ ํํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ,
์ด๋ก ์ธํด ๋ ๋ง์ ๊ฐ๋ ฅ์ ์ํํ์ง ๋ชปํ์๋ค. ๋ฐ๋ณต๊ฐ๋ ฅ ์คํ์ผ๋ก๋ถํฐ ์ป์ ๋ถ์ฌ์ ๊ท ์ด์ง์ , ํ์ค-๋ณ์ ๊ด๊ณ, ๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ ๋ฑ์ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ค์๊ณผ
๊ฐ์ ๊ฒฐ๋ก ์ ์ป์๋ค.
1)HSRC ๋ณด์ ์ฐ๊ฒฐ์ ์ ์ ๋ฐฐ๊ทผ๋ ์ฅ๋ถ์ฒ ๊ทผ์ด ๋ณด์ ๊ท ์ด ์ง์ , ์ต๋ ํจ ๋ด๋ ฅ ๋ฐ ์ฐ์ฑ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ฏธ๋ฏธํ์๋ค.
2)์คํ์ฒด A์ N๋ ์ฉ์ ๋ถ ์ ํํ๊ดด๋ก ์ธํด ์ ๋๋ ๋ถ๋ชจ๋ฉํธ ๊ฐ๋ ฅ ๋ฐฉํฅ์์ ์ต๋๋ด๋ ฅ ์ดํ ๊ฐ๋ ฅ์ ์งํํ ์ ์์์ง๋ง, ๋ชจ๋ ์คํ์ฒด์ ๋ณ์์ฐ์ฑ๋น๋
์ต์ ํ์ชฝ๊ฐ๋ ฅ๋ฐฉํฅ์ ๋ํ์ฌ 4.6 ์ด์์ด์๋ค.
3)ํจ ํ๊ดด๊ฐ RC ๋ณด๋ณด๋ค๋ ๊ฐ์ฌ ๋ณด์ ์ํด ์ง๋ฐฐ๋๋ HSRC ๋ณด์ ํจ ๋ด๋ ฅ์ H-๋ณด ๋จ๋ฉด์ ์์ ์์ฑ ์๋ ฅ๋ถํฌ์ ์ํด ์์ ์ธก์์ ํ๊ฐ๋ ์ ์์๋ค.
4)HSRC ๋ณด ๊ธธ์ด๋ฅผ ๋ฐ๋ฅธ ์ฃผ์ฒ ๊ทผ ๋ฐ H-๋ณด ํ๋์ง์์์ ๋ณํ๋ฅ ๋ถํฌ๋ ํจ ๋ชจ๋ฉํธ๋์ ์ ์ฌํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ณ์ ์ฆ๋ถ์ ๋ฐ๋ผ ๋น๋ก์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ์๋ค.
Acknowledgements
์ด ์ฐ๊ตฌ๋ 2016๋
๋ ์ฐ์
ํต์์์๋ถ์ ์ฌ์์ผ๋ก ์ค์๊ธฐ์
์ฒญ(๊ณผ์ ๋ฒํธ: S2298119)์ ๊ฒฝ๊ธฐ๋ํ๊ต ๋ํ์ ์ฐ๊ตฌ์์ฅํ์ ์ฅํ๊ธ ์ง์์ ์ํ์ฌ ์ํ๋์์.
References
Lee, D. S., Kim, S. Y., and Kim, T. K., โDevelopment of Hybrid OCB Beam for the Long-span
Building Structuresโ, LHI Journal of Land, Housing, and Urban Affairs, Vol. 6, No.
3, 2015, pp. 129-138.
Ahn, H. J., Jung, I. Y., Kim, Y. J., and Hwang, J. S., โShear Resistance of BESTOBEAM
Shear Connector According to the Lengthโ, Journal of Korean Society of Steel Construction,
Vol. 27, No. 5, 2015, pp. 483-491.
An, J. H., and Park, C. S., โA Proposal for Estimating Method of Shear Strength on
the Beam-column Joints of Composite Structure with Transverse Beamโ, The Regional
Association of Architectural Institute of Korea, Vol. 18, No. 1, 2016, pp. 225-232.
Lee, H. C., Shim, N. J., and Lee, J. I., โPerformed Project and Development of ECO-prestressed
PC Beam for the Improvement of Connectionโ, Journal of the Computational Structural
Engineering Institute of Korea, Vol. 24, No. 2, 2011, pp. 15-22.
Lee, H. G., โStudy on Self-Weight Reduction Method for Prestressed Concrete Composite
Beam Capable of Connecting with Steel Structureโ, MS. Thesis, Korea University, Korea,
2012.
Seo, E. A., โSeismic Performance Evaluation of Hybrid System Composed of Steel-reinforced
Concrete Beams with Rigid Jointโ, MS. Thesis, Kyonggi University, Korea, 2015, p.
28.
Kim, Y. J., Bae, J. H., Ahn, T. S., Kim, J. W., and Ryu, H. S., โCyclic Loading Test
on Connection of SRC Column-Com-posite Beam Consisting of H-Section and U-Section
Membersโ, Journal of Korean Society of Steel Construction, Vol. 26, No. 4, 2014, pp.
263-275.
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.
Lee, D. S., Kim, T. K., and Chae, G. B., โThe Experimental Study of Full-scale Optimized
Composite Beam (OCB) Reinforced with Open Strandsโ, Journal of the Korea Concrete
Institute, Vol. 27, No. 5, 2015, pp. 471-480.
Seo, E. A., Yang, K. H. and Hong, S. H., โ Evaluation on Flexural Behavior of Hybrid
Beams with Rigid Joint Connec-ting Steel and Precast Concrete Elementsโ, Journal of
the Korea Concrete Institute, Vol. 28, No. 1, 2016, pp. 13-21.
KS F 2405, Method of Test for Compressive Strength of Concrete, Korean Standards Association,
2010.
KS B 0802, Method of Tensile Test for Metallic Materials, Korean Standards Association,
2003.
P. Paultre, and F. Legeron, โConfinement Reinforcement Design for Reinforced Concrete
Columnsโ, Journal of Structural Engineering, Vol. 134, No. 5, 2008, pp. 738-749.
Sheikh, S. A., and Khoury, S. S., โA Performance-based Approach for the Design of
Confining Steel in Tied Columnsโ, ACI Structural Journal, Vol. 94, No. 4, 1997, pp.
421-431.