강선을 사용한 리버 플러스 슬래브의 처짐 변화에 관한 연구 = Variation of Deflection of Rib Plus Slab Members With Steel Wire

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete; 이하 PC)중 중공슬래브 종류의 하나인 RPS(Rib Plus Slab, 이하 RPS)의 생산 후 처짐 변화를 관측, 비교하는 연구이다.
RPS는 연속전단 보강근인 V형 레티스바를 배근하여 기존 중공 슬래브(Hollow Core Slab)의 낮은 전단 강도를 보완한 하프 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete) 슬래브이다. RPS를 활용하여 아파트형 공장, 물류창고 등과 같이 높은 하중이 발생하는 구조물의 시공성과 구조성능을 개선 할 수 있다. 국내 구조설계에서는 프리스트레스를 받는 휨 부재의 설계 방법을 제시하고 있지만, RPS와 같이 합성 단면으로 구성되는 프리스트레스 부재에 대해서는 명확한 설계법을 제시하지 않고 있다.
이에 따라 본 연구에서는 구조적 성능과 시공성을 개선한 1방향 슬래브인 RPS에 대하여 생산시 부터 시공 시까지의 처짐 변화를 각 단계별로 관찰하고, 설계 기준에서 정하고 있는 처짐을 비교 분석하였다.
실제 처짐값과 설계 처짐값을 비교하여 실험없이 설계값 만으로 처짐을 예측할 수 있고, 생산 후 제품의 변화에 의한 처짐 특성을 정확히 규명하기 위해서 생산부터 시공까지의 처짐 관찰의 필요성에 목적을 두었다. 이 연구를 통해 얻은 결론은 다음과 같다.
설계기준식의 값을 실제 관측된 처짐 값과 비교해본 결과 11m 스팬의 최대 허용오차 2mm/m, 최대 19mm(PCI Design Handbook 8.2.1) 의 허용오차의 처짐 식은 부재의 자중(Self weight)까지는 실제 처짐을 과소평가하고 있었다. 또한 콘크리트의 강도 증가에 따른 설계기준의 처짐과 실제 처짐의 오차는 콘크리트 강도가 증가할수록 오차범위가 줄어드는 경향을 보였으나, 슬래브 높이가 H=300인 RP2, RP2A 에서는 Topping con’c 타설 후의 처짐이 과대평가되어 있다는 것이 관찰되었다.
RPS의 처짐은 콘크리트의 탄성계수(Modulus of elasticity) 뿐만 아니라, 지속적으로 변화하는 콘크리트의 강도(Aging), 크리프(Creep), PS강재의 이완(Relaxation), 건조수축(Shrinkage) 등 콘크리트의 인장응력, 인장증강효과 등 여러가지 복합작용으로 이루어지기 때문에 탄성계수의 수정만으로는 처짐, 거동을 정확히 표현하는 것은 한계가 있다. 이에 따라 정확한 처짐의 산정을 위해서는 처짐 모델에 실제 처짐 관측 연구가 선행되어야 한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구내용 및 방법 4
• 1.3 기존 연구 분석 7
• Ⅱ. RPS의 처짐 변화 시험 10
• 2.1 실험체 개요 10
• 2.2 실험체 제작과정 12
• 2.3 현장 설치과정 15
• 2.4 RPS의 배합 및 압축강도 17
• 2.5 콘크리트의 압축강도시험 19
• Ⅲ. RPS의 예상처짐량 22
• 3.1 기준식 검토 22
• 3.2 콘크리트 강도별 처짐량 계산 26
• Ⅳ. RPS의 처짐량 측정 34
• 4.1 캠버량 변화측정 34
• 4.2 처짐값 비교분석 36
• Ⅳ. 결 론 40
• 참고문헌 41
• Abstract 42
• 부 록 44