Cyclic Behavior of Wall-Slab Joints with Lap Splices of Coldly Straightened Re-bars and with Mechanical Splices

Steel Plate for Rebar Connection was recently developed to splice rebars in delayed slab-wall joints in high-rise building, slurry wall-slab joints, temporary openings, etc. It consists of several couplers and a thin steel plate with shear key. Cyclic loading tests on slab-wall joints were conducted to verify structural behavior of the joints having Steel Plate for Rebar Connection. For comparison, joints with Rebend Connection and without splices were also tested. The joints with Steel Plate for Rebar Connection showed typical flexural behavior in the sequence of tension re-bar yielding, sufficient flexural deformation, crushing of compression concrete, and compression rebar buckling. However, the joints with Rebend Connection had more bond cracks in slabs faces and spalling in side cover-concrete, even though elastic behavior of the joints was similar to that of the joints with Steel Plate for Re-bar Connection. Consequently, the joints with Rebend Connection had less strengths and deformation capacities than the joints with Steel Plate for Re-bar Connection. In addition, stiffness of the joints with Rebend Connection degraded more rapidly than the other joints as cyclic loads were applied. This may be caused by low elastic modulus of re-straightened rebars and restraightening of kinked bar. For two types of diameters (13mm and 16mm) and two types of grades (SD300 and SD400) of rebars, the joints with Steel Plate for Rebar Connection had higher strength than nominal strength calculated from actual material properties. On the contrary, strengths of the joints with Rebend Connection decreased as bar diameter increased and as grade becames higher. Therefore, Rebend Connection should be used with caution in design and construction.

굽힌 후 편 철근의 겹침 이음 및 기계적 이음을 갖는 벽-슬래브 접합부의 반복하중에 대한 거동

초고층 건축물의 선행 코어 후행 슬래브 접합부, 지하 연속벽과 바닥구조의 접합부, 임시 개구부 등 신구 콘크리트 접합부의 철근 이음을 위하여, 다수의 커플러를 전단키가 있는 얇은 강판에 설치한 철근 이음용 매립 강판이 최근 개발되었다. 이 공법을 사용한 접합부의 구조 성능을 검증하기 위하여, 벽체-슬래브 접합부에 대한 반복하중 실험을 실시하였다. 비교를 위해 기존에 사용되는 굽힌 철근 박스를 이용한 접합부와 이음이 없는 접합부도 함께 실험하였다. 실험 결과 철근 이음용 매립 강판을 사용한 접합부는 이음이 없는 접합부와 동일하게 [인장철근 항복]-[충분한 휨변형]-[압축 콘크리트 압괴] 후 압축 철근의 좌굴로 파괴되었다. 따라서 설계에서 가정한 충분한 연성 거동을 확인할 수 있었다. 반면, 굽힌 철근 박스를 사용한 접합부의 경우, 탄성구간에서는 철근 이음용 매립 강판과 유사하게 거동하였으나, 측면 피복 콘크리트가 빨리 탈락되었으며, 슬래브 상하부면의 겹침이음 구간에 부착 균열이 다수 발생하였다. 최종적으로 이음 없는 실험체 및 철근 이음용 매립 강판을 사용한 실험체에 비해 강도와 변형능력이 저하되었다. 또한 굽힌 후편 철근을 겹침이음한 실험체가 철근 이음용 매립 강판을 적용한 경우에 비해 강성 저하가 빠르게 진행되었다. 굽힌 후편 철근의 탄성계수는 직선 철근에 비해 낮고, 완전한 직선으로 펼 수 없기 때문에 인장력을 받으면서 일부 구간이 펴지므로 접합부의 강성을 저하시킨 것으로 판단된다. 2종류의 철근 지름(D13, D16)과 강종(SD300, SD400)에 대해, 철근이음용 매립 강판을 적용한 접합부는 공칭 강도를 충분히 상회하였다. 그러나 굽힌 후 편 철근을 사용하면 강종이 높을수록 그리고 지름이 굵을수록 휨강도가 저하되었다. 따라서 굽힌 후 편 철근의 사용에 주의가 필요하다.