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일정축력하의 탄소섬유쉬트 보강기둥의 횡가력시 거동특성에 관한 실험연구
천성철,박형철,안재현,박칠림,Chun, Sung-Chul,Park, Hyung-Chul,Ahn, Jae-Hyen,Park, Chil-Lim 한국콘크리트학회 1999 콘크리트학회지 Vol.11 No.2
본 연구는 철근콘크리트 기둥에 탄소섬유쉬트를 보강하고 일정축력(0.35$P_o$)을 가한 상태에서 정, 부반복 횡가력을 실시하여 탄소섬유쉬트의 보강효과를 검증하기 위한 것으로, 탄소섬유쉬트의 보강배수에 따른 보강효과의 차이, 손상을 받은 시둥을 보수후 탄소섬유쉬트를 보강한 경우와 손상을 받지 않은 기둥에 탄소섬유쉬트를 보강한 경우의 거동의 차이를 실험을 통해 검증하였다. 탄소섬유쉬트의 보강매수는 2매와 3매 2종류에 관해 검토하였으며 보강매수에 따른 차이는 에너지 흡수능력에서 약간의 차이를 보일뿐 최대내력, 강성저하율 등에 있어서는 비슷한 거동을 나타내었다. 최대내력의 80% 수준까지 내력저하가 발생하도록 사전가력하여 탄소섬유쉬트를 보강한 기둥과 전혀 손상을 주지 않은 기둥에 탄소섬유쉬트를 보강한 기둥의 거동은, 손상을 준 기둥의 초기강성만이 탄소섬유 쉬트를 보강하지 않은 기둥에 비해 저하하나, 최대내격, 에너지 흡수능력, 연성등에 있어서는 무보강실험체에 비해 우수한 성능을 나타내었으며, 따라서 전체적으로 지진등으로 상당한 손상을 입은 기둥이라도 손상부 보수 후 탄소섬유쉬트로 보강하면 상당한 성능의 향상을 기할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 보강매수에 따라 내력증진효과는 2매보강(${\rho}_{cf}$=0.44%)과 3매 보강(${\rho}_{cf}$=0.66%)의 경우 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. An investigation was conducted into the flexural behavior of earthquake damaged reinforced concrete columns repaired with carbon fiber sheets. Six column specimens were tested to failure under reversed cyclic loading. Two columns were specimens for control with no sheets and tested. These columns were repaired with carbon fiber sheets and retested to evaluate the effect of the confinement of the carbon fiber on the damaged column. Another two columns were repaired and tested with no pre-cyclic loading. The test specimens were designed to model single bent under a constant axial force with reversed cyclic lateral loading. Carbon fiber sheets were used to repair damaged concrete columns in the critically stressed areas near the column footing joint and the physical, mechanical properties of carbon fiber sheets are described. The performance of repaired columns in terms of their hysteretic response is evaluated and compared to those of the original columns. The results indicate that the repaire technique with carbon fiber sheets is highly effective. Both flexural strength and displacement ductility of repaired columns were higher than those of the original columns.
횡보강근이 없는 100 MPa 이하 콘크리트의 철근 압축이음 강도와 이음길이
천성철,이성호,오보환,Chun, Sung-Chul,Lee, Sung-Ho,Oh, Bo-Hwan 한국콘크리트학회 2010 콘크리트학회논문집 Vol.22 No.5
현행 설계기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장이음길이보다 압축이음길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 압축이음은 단부 지압이 존재하므로, 인장이음보다 길 필요는 없다. 초고강도 콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축이음강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 설계강도 80, 100 MPa 콘크리트를 이용하여 횡보강근이 없는 압축이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 압축이음강도는 콘크리트 강도의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 지압에 의해 발현되는 이음강도는 이음길이와 무관하며 콘크리트 강도의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 58개 실험체의 평균은 $16.5\;\sqrt{f_{ck}}$이다. 부착에 의해 발현되는 강도를 ACI 408식으로 평가한 결과 [실험값]/[이론값]의 비는 평균 0.94로, 인장이음의 부착강도와 거의 유사하였다. 따라서 인장이음강도에 대비한 압축이음강도의 향상은 단부 지압효과로 설명될 수 있다. 실험결과에서 분석된 이음길이와 콘크리트 강도의 영향 특성을 고려하여 압축이음강도 평가식과 압축이음길이 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식은 통계적 기법에 기반을 두어, 이음부가 철근 재료강도와 동일한 수준의 신뢰성을 확보할 수 있다. Although the compression splice needs not be longer than the tension slice due to existence of end bearing, current design codes impose a longer compression lap splice than a tension lap splice in high strength concrete. Hence, new criteria for the compression lap splice including the effects of concrete strength need to be sought for economical design involving ultra-high strength concrete. An experimental study has been conducted with column specimens in concrete strength of 80 and 100 MPa. Test results show that the splice strength can be evaluated to be proportional to square root of compressive strength of concrete. Bar stress developed by end bearing is not affected by splice length and is expressed with a function of the square root of concrete strength. Mean value of stresses developed by end bearing is 16.5 square root of $f_{ck}$. The stresses developed by bond in compression splices are nearly identical to those in tension splices and, therefore, strength increment of compression splices is attributed to end bearing only. From regression analysis of 58 tests, a design equation is proposed for compression lap splice in 40 to 100 MPa of compressive strength of concrete. By the proposed equation, the anomaly of lap lengths in tension and compression is got rid of. In addition, the equation has a reliability equivalent to those of the specified strengths of materials.
천성철 ( Chun Sung Chul ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.1
For the purpose of increasing slab span, new composite beam with U-shaped compression element consisting of channel and concrete has been developed. Strength design procedures of the composite beam against construction and permanent loads have been proposed. Using these procedures, it is possible to design consistently of the developed composite beam.
천성철 ( Chun Sung Chul ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.1
Based on the construction plan of a high-rise residential building, a case study for shear design of horizontal construction joint of transfer plate. Design to resist real shear force was proposed to enhance an efficiency of construction of transfer plate.
천성철 ( Chun Sung Chul ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1
그룹 DWA 앵커에 대한 인장실험결과, 갈고리나 정착판이 없는 직성형태의 DWA도 콘크리트구조기준의 앵커설계법에 따른 콘크리트파괴강도가 안전측으로 적용될 수 있다.
외부 보-기둥 접합부에 2단 배근으로 정착된 D43 확대머리철근의 정착강도
천성철(Chun, Sung Chul),심혜정(Sim, Hye Jung) 한국콘크리트학회 2021 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.33 No.2
콘크리트구조기준(KCI, 2017)에서 보-기둥 접합부에 정착된 확대머리철근의 정착길이 설계식은 측면파열강도 실험을 바탕으로 제안되었다. 외부 보-기둥 접합부의 확대머리철근이 2단 배근되는 경우 철근 단 간격이 좁으면, 파괴면적의 중첩에 의해 강도가 저하될 수 있다. 콘크리트구조기준(KCI, 2017)에서는 이러한 영향을 고려하고 있지 않다. 이 연구에서는 철근 단 간격의 영향에 따른 확대머리 철근의 정착강도를 평가하기 위해 외부 보-기둥 접합부에 확대머리철근을 2단 배근하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 콘크리트구조기준(KCI, 2017)의 확대머리철근 평균정착강도 예측식에 인장을 받는 그룹앵커의 측면파열강도 간격계수를 적용하면 안전한 설계가 가능하다. In KCI 2017, the development length of headed bar was proposed based on the side-face blowout strength test. If the layer-to-layer spacing is small, the side-face blowout strength of 2-layer headed bars can be reduced due to the overlap of the failure area. The KCI 2017 do not consider the effects of layer-to-layer spacing. In this study, to evaluate the effect of layer-to-layer spacing acoording to the anchorage strength of headed bars, an exterior beam-column joint test was performed with 2-layer headed bars. As a result of the test, the anchorage strength of headed bars can be safely designed by applying the spacing factor of the side-face blowout strength of the group anchor to the design equation of KCI 2017.
구조보강 및 비구조요소 부착을 위한 후설치앵커 설계기준
천성철 ( Chun Sung-chul ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.2
후설치앵커는 굳은 콘크리트 부재에 설치되어 구조 부재간의 하중 전달 또는 비구조요소의 하중을 구조부재로 전달하는데 사용된다. 국내 후설치앵커는 2007년 콘크리트구조기준 개정에 처음 신설되었으며 기계식 후설치앵커의 설계법만 규정하였다. 2018년 10월 기준 개정에서는 부착식 후설치앵커 설계법도 추가되었으며 특히 부록에서 본문 22장으로 이동하였다. 2020년 국가건설기준으로 반영되면 법적 기준의 지위를 갖게된다. 내진보강, 구조보강, 증축 및 리모델링을 비로한 구조 요소간 접합뿐 아니라 기계전기설비와 마감재 등 비구조요소를 구조부재에 연결에도 후설치앵커가 많이 사용된다. 이 연구에서는 구조기준의 개정사항을 분석하여 안전하고 경제적인 후설치앵커 설계방법을 제시하고자 한다.