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프리캐스트 프리스트레스트 내화단면 중공슬래브의 부재두께에 따른 화재거동평가
부윤섭,배규웅,신상민 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.1
At construction sites, interest in the production of precast materials is increasing due to off-site conditions due to changes in constructionsite conditions due to increased labor costs and the Act on the Punishment of Serious Accidents. In particular, the precast prestressed hollowslab has a hollow shape in the cross section, so structural performance is secured by reducing weight and controlling deflection through strandedwires. With the application of structural standards, the urgency of securing fire resistance performance is emerging. In this study, a fire-resistancecross section was developed by reducing the concrete filling rate in the cross section and improving the upper and lower flange shapes byoptimizing the hollow shape in the cross section of the slab to have the same or better structural performance and economic efficiency comparedto the existing hollow slab. The PC hollow slab to which this was applied was subjected to a two-hour fire resistance test using the cross-sectionalthickness as a variable, and as a result of the test, fire resistance performance (load bearing capacity, heat shielding property, flame retardanceproperty) was secured. Based on the experimental results, it is determined that fire resistance modeling can be established through numericalanalysis simulation, and prediction of fire resistance analysis is possible according to the change of the cross-sectional shape in the future. 최근 건설현장은 인건비 상승, 중대재해처벌법 등으로 인한 건설 현장 여건의 변화로 탈현장 여건으로 프리캐스트 부재 생산에 대한 관심이 증대되고 있다. 특히, 프리캐스트 프리스트레스트 중공슬래브는 단면 내 중공형상을 두어, 중량감소 및 강연선을 통한 처짐 제어 등으로 구조성능은 확보하고 있으나, 현재 내화 성능 개선에 대한 미비한 연구 뿐만 아니라, 기업들의 근거 없는 당연내화구조 기준을 적용함에내화성능 확보에 대한 시급성이 대두되고 있다. 이 연구에서는 기존 중공 슬래브와 비교하여 동등이상 구조성능, 경제성을 갖기 위하여 슬래브단면 내 중공 형상 최적화를 통해 단면 내 콘크리트 충진률 감소 및 상하부 플랜지 형상 개선으로 내화단면을 개발하였다. 이를 적용한 PC 중공슬래브에 대하여 단면두께를 변수로 하여 2시간 내화시험을 진행하여, 실험결과 내화 성능(하중지지력, 차열성, 차염성)을 확보 하였다. 실험결과 기반으로, 수치해석 시뮬레이션을 통해 내화모델링을 정립하여, 추후 단면형상 변경에 따라 내화 해석 예측이 가능한 것으로 판단된다.
부윤섭,배규웅,신상민 한국공간구조학회 2023 한국공간구조학회지 Vol.23 No.2
A two-hour fire-resistance PC hollow slab for residential use was developed to secure structural and fire-resistance performance and to be applied to the general building and apartment housing markets. Compared to the existing hollow slab, in order to secure the same or better structural performance and economic feasibility by reducing the quantity, it was attempted to secure the fire resistance performance by reducing the concrete filling rate in the cross section and adjusting the thickness of the upper and lower flanges by optimizing the hollow shape in the cross section of the slab. For structural performance evaluation, experiments were performed on PC hollow slabs by varying the member thickness and the presence or absence of overlaid concrete, and all of the experimental results showed that the design strength was sufficiently exhibited and that stability during construction was possible. The developed synthetic PC hollow slab has secured fire resistance and residential performance so that it can be applied to all buildings, and it is intended to be immediately applied to the field.
부윤섭 ( Boo Yoon-seob ),배규웅 ( Bae Kyu-woong ),이상섭 ( Lee Sang-sup ),신상민 ( Shin Sang-min ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
PC건축에서 부재이음에 가장 기본이 되는 접합철물은 슬리브 내에 이음철근을 설치하고 고강도 그라우트를 주입하는 방식의 스플라이스 슬리브이다. 기존의 스플라이스 슬리브는 양단에 철근 설치하고 슬리브 내부 전체를 고강도 그라우트를 주입하는 방식이라 슬리브의 부피가 크고 그라우트의 주입량이 많아 물류센터 및 반도체 생산공장 등 대규모 PC건축에 주로 적용되고 있으나 PC 모듈러 주택 등 소규모 건축에 사용이 어려운 실정이다. 이 연구의 하이브리드 스플라이스 슬리브는 한쪽은 나사식 체결방식을 사용하고 다른 한 쪽은 고강도 그라우트를 주입하여 철근을 연결하는 형태의 철근 이음 장치이고 정착되는 철근 단부에 확대머리를 설치하여 이음 성능을 높이고자 하였다. 슬리브 내에 주입하는 그라우트의 강도와 철근의 정착 길이를 구분하여 슬리브의 이음성능을 평가하고자 하였다.
철근의 기계식 이음에 대한 국내 기준 현황 및 해석적 연구
부윤섭 ( Boo Yoon-seob ),신상민 ( Shin Sang-min ),배규웅 ( Bae Kyu-woong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.2
최근 감염병 유행, 인건비 상승, 건설시공 기술자 품귀현상으로 반도체 공장, 물류창고, 공동주택 지하주차장 등의 현장 시공 시 프리캐스트 콘크리트 공법을 적용하는 사례가 폭발적으로 증가하고 있다. 프리캐스트 콘크리트의 부재이음에는 스플라이스 슬리브를 가장 기본적인 기계식이음으로 사용하고 있으나 구조설계기준, 건설공사시방, 기계식이음 검사방법에 대하여 KDS, KCS, KS에서 각각 요구하는 기계식 이음 성능기준이 상호 연계성이 다소 부족한 실정이다. 본 연구에서는 각 기준 및 표준에 대한 현황을 분석하고, 적합한 형태의 스플라이스 슬리브 형상으로 고안하기 위해 철근의 기계식 이음의 성능평가를 수행하기 전 유한요소해석을 실시하여 적정형태의 스플라이스 슬리브 형상을 선정하였다.
부윤섭 ( Boo Yoon-seob ),배규웅 ( Bae Kyu-woong ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2
국내 PC 중공슬래브 시장 규모가 급속히 성장하여 장스팬, 고하중, 합성 대단면에 적용사례가 증가 추세임에도 불구하고 내화성능이 규명된 것이 없다. 본 연구는 내화성능 확보가 어려운 기존 PC 중공슬래브를 보완한 주거용 2시간 내화 PC 중공슬래브를 개발하여 구조성능, 내화성능을 확보하고 일반건축 및 공동주택에 시장에 적용을 하고자 한다. 기존 중공 슬래브와 비교하여 동등이상 구조성능, 경제성을 갖기 위하여 슬래브 단면 내 중공 형상 최적화를 통해 단면 내 콘크리트 충진률 감소 및 상하부 플랜지 및 피복 두께 조절을 통한 내화성능을 확보하고자 하였다. 기준에서 제시하고 있는 내화 시험체 상세규격에 맞춰 폭 4,200mm, 길이 4,700mm로 제작하였으며, 콘크리트 설계강도는 45MPa를 적용하였다. 실험변수는 PC 중공슬래브 두께(200, 315mm) 및 피복두께(35, 50, 55mm)로 고려하여 재하하중 8.064tf을 등 분포 재하하여 2시간 내화성능시험을 수행하였다. 내화시험의 결과로 합성 PC 중공슬래브는 기준에서 제시하고 있는 허용변형량과 허용변형률을 만족하여 5-12층 건축물에 적용할 수 있도록 2시간 내화성능을 확보하였다.
개선형 수평 전단근을 적용한 PC 합성슬래브의 성능평가
부윤섭 ( Boo Yoon Seob ),배규웅 ( Bae Kyu Woong ),이상섭 ( Lee Sang Sup ),박금성 ( Park Keum Sung ),곽명근 ( Kwak Myong Keun ) 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.1
This research is about design optimization and performance evaluation for composite PC slabs using improved horizontal shear connectors. As a result of the tests, the improved shear connectors show structural performance even when they are placed only in the required section.
시공성 향상을 위한 제4세대 H형강 기둥-보 약축접합부의 개발 및 성능평가
김필중,부윤섭,양재근,이은택,김상섭,Kim, Pil-Jung,Boo, Yoon-Seob,Yang, Jae-Guen,Lee, Eun-Taik,Kim, Sang-Seup 한국강구조학회 2011 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.23 No.3
국내외적으로 강구조 약축접합부의 접합방법으로는 브라켓타입이 주로 사용되고 있다. 브라켓타입의 약축접합부는 기둥-보접합부를 공장에서 제작한 후, 현장에 운반하여 시공하므로 보이음부가 추가된다. 따라서 보이음부의 설치비용 및 공사기간이 증가되므로 강구조물의 경쟁력이 저하된다. 본 연구에서는 기존의 표준약축접합부를 개선하여 힘의 흐름이 명확하고, 접합상세가 간결하며, 시공성을 향상시킨 신형상 약축접합부를 제안하였다. 실험결과를 통하여 신형상 약축접합부는 기존의 표준약축접합부보다 최대내력이 크게 나타났으며, 또한 연성적으로 거동하는 것으로 나타났다. 여기서 기존의 표준약축접합부는 스칼럽 또는 보이음용접부에서 응력집중으로 인하여 파괴되는 반면에, 신형상 약축접합부는 응력이 집중되는 스칼럽 및 보이음용접부가 없으며, 또한 H형강기둥과 보를 결합하기 위한 용접플레이트의 두께를 자유롭게 조절할 수 있으므로 이러한 차이가 기둥-보접합부의 최대내력 증가 및 연성적 거동에 기여하는 것으로 판단된다. Bracket-type connection is often used for the weak-axis steel connection. In general, a beam-to-column connection for the bracket type is fabricated at the shop and abeam splice is additionally attached to the bracket in the site. Therefore, steel construction would not be competitive due to the increase of beam splice fabrication cost and overall construction period. This paper now proposes the new weak-axis connection types without a scallop, which has more definite strength flow, simple connection details, and better workability. From the series of experiments, the proposed connections showed better strength and ductility in comparison with standard details with scallop because the thickness of the welding plate for wide-flanged, beam-to-column connection can be easily adjusted.