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      • KCI등재

        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.

      • 구조보강 및 비구조요소 부착을 위한 후설치앵커 설계기준

        천성철 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. 2020 년 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.

      • U형상 압축저항요소를 갖는 복합보의 강도설계법

        천성철 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2019 No.04

        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.

      • 수평 분리타설 경계면 전단설계 사례연구

        천성철 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2019 No.04

        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.

      • KCI등재

        겹침이음 실험을 통한 SD600 확대머리철근의 정착강도 평가

        천성철,이진곤 한국콘크리트학회 2013 콘크리트학회논문집 Vol.25 No.2

        Design provisions for the development length of headed bars in ACI 318-08 include concrete compressive strength and yield strength of headed bars as design parameters but do not consider the effects of transvers reinforcement. In addition, they have very strict limitation for clear spacing and material strengths because these provisions were developed based on limited tests. In this study, splice tests using SD600 headed bars with 2db clear spacing and transverse reinforcement were conducted. Test results show that unconfined specimens failed due to prying action and bottom cover concrete prematurely spalled. The contribution of head bearing on the anchorage strength is only 15% on average implying that unconfined specimens failed before the head bearing was not sufficiently developed. Confined specimens with stirrups placed along whole splice length have enhanced strengths in bearing as well as bond because the stirrups prevented prying action and improved bond capacity. Bond failure occurred in locally confined specimens where stirrups were placed only at the ends of splice length. The stirrups at ends of splice lengths can prevent prying action but the bond capacity did not increase. From regression analysis of test results, an equation to predict anchorage strength of headed bars was developed. The proposed equation consists of bond and bearing contributions and includes transverse reinforcement index. The average ratio of tests to predictions is 1.0 with coefficient of variation of 6%. ACI 318-08에 신설된 확대머리 철근의 정착길이 설계식은 콘크리트 강도, 철근 항복강도, 철근 지름만을 변수로 횡보강철근의 영향을 고려하지 않고 있다. 또한 제한적인 데이터에 근거한 설계식으로 순간격과 재료강도에 엄격한 제한을 두고 있다. 본 연구에서는 철근 항복강도 600MPa의 고강도 철근을 사용하여, 2db의 좁은 순간격을 갖고 횡보강철근을 배근한 겹침 이음실험을 실시하였다. 실험결과 횡보강철근을 배근하지 않은 실험체의 경우, 프라잉 거동으로 인해 하부 피복콘크리트가 일찍 탈락되었다. 전체 정착강도 중 확대머리 지압의 기여도는 평균 15%로 지압이 제대로 발현되기 전에 파괴되었다. 이음길이 전체에 스터럽을 배근한 횡보강 실험체는 프라잉 거동이 억제되고 횡보강에 의한 부착강도 증진으로 무보강에 비해 지압과 부착이 모두 증가하였다. 이음 단부에만 횡보강철근을 배근한 단부보강 실험체의 경우, 프라잉 거동은 억제되었지만 이음구간의 부착이 크게 증가되지 않아 지압이 충분히 발현되기 전에 부착에 의해 파괴되었다. 실험결과를 회귀 분석하여 확대머리 철근의 정착강도 평가식을 제안하였다. 평가식은 부착과 지압의 영향을 분리하여 구성하였으며, 콘크리트강도, 횡방향 철근 지수, 정착길이를 설계 변수로 포함하였다. 실험결과와 비교한 결과 평균 1.0, 변동계수 6%로 변수에 따른 편향 없이 정착강도를 예측하였다.

      • KCI등재

        Development and Structural Assessment of Joints of Permanent Uni-Wall System and Floor Systems in Substructure

        천성철,김승훈,노삼영,김갑수,한범석 한국건축시공학회 2012 한국건축시공학회지 Vol.12 No.2

        Recently the Permanent Uni-wall System (PUS) has been developed which improved the disadvantage of the Cast-In-Place Concrete Pile (CIP) and could be used as permanent retaining wall. In this study, joints between PUS and floor systems were developed. From analyses of the characteristics of design and construction of PUS, shear friction reinforcements with couplers were adopted for shear design of the joints. Twelve types of joints were developed which were classified according to the types of floor structures, wale, and piles of PUS. Two typical joints were tested and the joints showed satisfactory behaviors on the points of shear strength, stiffness, and serviceability. Especially the shear strengths were much higher than the design strengths due to the shear keys which were by-products in splicing shear reinforcements. However, the shear strength of the joint is recommended to be designed by only shear friction reinforcement because shear key is not reliable and too brittle.

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