• 콘크리트학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.149-160
• /
• 1999

본 논문은 고강도 콘크리트기둥에 대한 설계방법을 검증하는 연구의 일부로서, 보통강도 및 고강도 콘크리트기둥시편에 대하여 편심하중의 재하실험을 수행하여 파괴거동을 관찰하고 기둥강도를 측정하였다. 기둥시편은 모두 32개로 콘크리트 압축강도, 종방향 철근비, 세장비, 재하편심을 실험의 주요변수로 선정하였다. 콘크리트 압축강도는 356~951 kg/$cm^$ 이며, 종방향철근비는 1.13~5.51 %, 세장비는 19, 40, 61의 3 종류로 하였다. ACI의 직사각형 응력블럭, Ibrahim과 MacGregor의 수정된 직사각형 응력블럭, 사다리꼴 응력 블럭을 이용한 기둥강도해석과 축력-모멘트-곡률해석을 통한 기둥강도해석을 수행하였으며, 실험결과와 비교분석하였다. 현시방서에서 적용하고 있는 직사각형 응력블럭은 철근비가 낮은 고강도 콘크리트기둥에 대하여 비안전측의 축력-모멘트강도를 제공한다. 축력-모멘트-곡률해석을 통한 기둥강도해석시에는 콘크리트 응력-변형률곡선의 최대응력을 결정하는 $k_3$ 값에 따라 정확성 및 안전성이 좌우된다. 또한, 본 논문에서는 재하실험을 통한 기둥의 파괴거동, 압축연단 극한변형률, 응력블럭변수 등을 비교분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.833-841
• /
• 2010

이 연구에서는 5개의 철근콘크리트 보-기둥 접합부 실험을 분석하였다. 연구의 주목적은 접합부에 인접한 보의 소성힌지의 영향으로 인한 부착 감소로 발생하는 보 주인장철근 미끄러짐에 따른 접합부 내력 및 연성을 평가하는 것이다. 또한 보 주인장철근량을 변수로 하여 접합부 내력 및 연성에 미치는 영향을 평가하였다. 실험 결과에 의하면 접합부의 전단강도비 $V_{j1}/V_{jby}$가 감소할수록 인접한 보의 소성힌지의 변형률 침투현상은 증가하는 것으로 나타났다. 주인장철근의 미끄러짐은 구간별로 다르게 나타났으며 주인장철근 뽑힘 현상은 접합부 전단강도비 $V_{j1}/V_{jby}$와 관계없이 비슷하게 나타났다. 이것은 주인장철근 뽑힘 현상이 변형률 침투현상만이 아닌 인접한 보의 소성힌지의 축변형에도 영향을 받기 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.535-542
• /
• 2005

고강도 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 건축물의 실현을 위해서는 배합, 양생방법 등의 기술개발과 고강도 콘크리트의 각종 물성에 대한 연구, 고강도 철근콘크리트 부재의 구조적 거동에 관한 기술적 연구 등을 토대로 고장력 철근을 사용한 고강도 철근콘크리트 구조물의 구조 설계법 개발이 선행되어야 한다. 본 연구는 고강도 콘크리트 부재의 내력 및 연성에 미치는 영향을 분석하여, 고강도 재료를 사용한 철근콘크리트 부재설계에 필요한 기초 자료를 제시하는데 목적이 있다 철근콘크리트 보$\cdot$기둥 외부 접합부의 전단성상을 파악하기 위하여 14개의 시험체를 제작하여, 반복가력과 한 방향 단조가력방법으로 접합부의 전단실험을 실시하였다. 판넬존의 전단보강근 구속력$(pjw{\cdot}fy)$이 약 4.6MPa 정도까지는 접합부의 전단보강근이 항복강도에 도달한 후 판넬존이 전단파괴 되었고, 이 범위에서 접합부의 전단극한강도 제안식은 다음과 같다. $jv_u=(2.935{\times}10-3\;{\rho}jw{\cdot}fy\;+\;0.365){\sqrt{f_{ck}}}$

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권5호
• /
• pp.49-58
• /
• 2013

축소모형 원형기둥 실험체 8개를 제작하여 일정한 축력 하에서 반복 횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 실험체들은 형상비 4.5인 실험체로 설계되었다. 실험체의 주요변수는 횡방향철근비, 축방향철근비, 축방향철근 항복강도와 축력비이다. 기둥 실험체들의 실험결과들은 축방향철근비, 횡철근비와 축력비에 따라 등가점성비, 잔류변형, 유효강성등과 같은 내진성능이 다르게 나타났다. 낮은 항복강도의 축방향철근이 적용된 실험체는 등가점성감쇠비와 잔류변형과 같은 내진성능이 낮게 나타났다. 국내의 도로교설계기준에 휨 초과강도 규정이 2012년에 채택되었다. 실험결과들은 공칭강도, 비선형 모멘트-곡률 해석 결과, AASHTO LRFD 및 도로교설계기준 (한계상태설계법)과 같은 기준들과 비교하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.153-156
• /
• 2008

본 연구의 목적은 와이어로프와 T형 강판으로 비부착 외부 보강된 기둥의 휨 거동을 평가하는데 있다. 이를 위해 중심축하중과 횡하중을 동시에 받는 보강된 기둥 3개와 무보강 기둥 1개가 실험되었다. 모든 기둥 시험체의 단면 크기 및 주철근과 내부 띠철근 배근 특성은 동일하게 하였다. 와이어로프의 배근 간격은 ACI 318-05 설계기준에서 제시하는 최소 띠철근 배근간격의 1.0 $^{\sim}$ 0.5배인 40 $^{\sim}$ 80mm로 조절하였다. 실험 결과 와이어로프와 T형 강판으로 비부착 보강된 철근콘크리트 기둥은 무보강 기둥과 비슷한 휨 내력을 보였지만, 연성적 거동에서는 와이어로프와 T형 강판이 피복 콘크리트를 구속하여 뛰어난 효과를 보였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권6호
• /
• pp.153-160
• /
• 2020

지진동 하의 구조 시스템에서 기둥은 가장 중요한 구조 요소 중 하나이다. 이러한 관계로, 철근콘크리트(RC) 기둥의 내진 성능에 FRP 보강이 미치는 영행을 평가하기 위하여 광범위한 실험 연구가 이루어졌다. 이 중 상당수는 CFRP 또는 GFRP로 보강된 원형 단면 또는 정사각형 단면의 RC 기둥의 지진 거동에 집중하였다. 단면의 형태가 FRP 보강으로 인한 구속 효과에 영향을 미치기 때문에, 보강 효과와 최종 파괴 패턴이 형상에 따라 상이할 수 있다. 본 연구에서는 현무암 섬유를 함유한 BFRP 시트와 복합섬유 패널로 보강한 직사각형 단면을 가진 RC 기둥의 지진 거동을 살펴보기 위하여 반복하중 실험을 수행하였다. 실험 결과는 보강 효과가 크지 않았음을 보여주는데, BFRP 시트와 복합섬유 패널에 의한 구속 효과의 증가가 미미했음을 의미하며, 이는 기둥 단면 형상에 일부 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.2804-2811
• /
• 2012

본 연구에서는 직접변위기반 설계법에 의하여 철근콘크리트 기둥이 목표변위에 도달하도록 하는 보강설계를 수행하였다. 철근콘크리트 기둥의 비선형 거동은 등가 선형 시스템으로 단순화하여 해석한다. 먼저 목표변위를 결정하고, 단자유도 시스템의 등가고유주기를 추정하기 위하여 탄성 변위스펙트럼을 작성하였다. 고유주기가 결정되면 시스템의 질량을 근거로 강성을 이용하여 요구강도를 계산한다. 이후 비선형 층상화 단면해석을 통해 얻어진 하중-변위관계에 따라 요구강도를 만족하는 보강설계를 수행하였다. 비선형 층상화 단면해석 프로그램을 개발하고 보강설계 절차를 제안하였으며 이를 적용한 결과, 보강설계를 통해 보강한 철근콘크리트 기둥은 보강하지 않은 기둥과 비교하여 내진 성능이 향상 된 것을 확인 할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.529-537
• /
• 2013

이 연구의 목적은 하중기반 유한요소 정식화에 의한 FRP 보강된 철근콘크리트 보 또는 기둥 부재의 비선형 층상화의 등매개 골조 유한요소모델을 개발하는데 있다. 단면에서 콘크리트는 3축 응력-변형률 관계로 모델화하고 FRP 피복층은 2차원의 적층복합재료로 모델화하였다. 하중기반 유한요소의 요소강성행렬은 변위형상함수의 가정이 없고 하중보간함수를 갖고 있다. 횡 하중을 받는 GFRP 시트 보강된 철근콘크리트 기둥의 실험에 대해 개발된 하중기반 유한요소모델에 의한 해석을 수행하였다. 기존 강성도법의 유한요소해석과 비교하여 하중기반 유한요소해석은 전체적인 하중-변위 관계 뿐만 아니라 기둥의 소성힌지영역에서의 비선형 변형 및 손상을 보다 정확히 예측해 주었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.578-588
• /
• 2002

철근콘크리트 구조물은 일반적으로 지진에 연성적으로 거동하도록 설계되며, 이러한 연성적인 거동을 위하여 구조부재는 주의 깊게 상세 설계되어진다. 모멘트 연성골조 구조물의 경우 기둥의 소성힌지 구역에서 횡보강근의 상세는 중요한 고려사항이다. 수 년 동안 강도와 연성을 항상시키기 위한 횡보강근의 상세에 대한 인구가 많은 연구자들에 의해 진행되어 왔고, 그 결과 횡보강근에 의한 코아 콘크리트의 적절한 구속과 주근의 횡방향 지지는 기둥의 연성을 가장 효과적으로 증진시키는 것으로 증명되었다. 횡보강근에 의해 구속된 콘크리트의 강도와 연성증진을 고려한 응력-변형률 특성에 대한 연구는 지난 30년 동안 급속하게 이루어졌다. 그러나 현재까지도 구속된 고강도 콘크리트의 특성을 정확하게 예측할 수 있는 모델은 거의 없으며, 이에 대한 자료도 부족한 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 강도, 횡보강근의 체적비, 횡보강근의 배근형태 및 간격, 주근의 배열을 주요변수로 하여 고 강도 콘크리트를 사용한 Large-Scale의 기둥을 대상으로 구조실험을 수행하였다. 연구결과 기존 모델의 일부는 최대 응력을 과대평가, 최대 응력에서의 변형률을 과소평가하는 것으로 나타났으며, 대부분의 모델이 응력-변형률 곡선의 하강부분을 합리적으로 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 따라서 구속된 고 강도 콘크리트의 거동을 정확히 예측하여 설계에 반영될 수 있는 합리적이면서 실용적인 모델의 개발이 요구된다 하겠다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.5-8
• /
• 2008

경제 발전에 따라 천연골재의 부족과 수급의 불안정으로 인하여 순환잔골재의 사용은 증가되고 있으나 순환잔골재를 사용한 구조부재에 대한 기초자료와 설계방법에 관한 연구가 미비한 실정이다. 본 연구는 순환잔골재의 치환율에 따른 철근콘크리트 기둥의 압축 거동 특성을 평가하기 위해 수행되었다. 이러한 목적에서 순환잔골재의 치환율을 변수(0%, 30%, 60%, 100%)로 하여 400mm${\times}$400mm 크기의 단면을 갖는 실물모형 기둥 실험체를 각각 제작하여 축하중하에서 실험을 진행하였다. 실험값과 현행규준(KCI2007)과의 비교 결과, 순환잔골재를 사용한 철근콘크리트 기둥의 압축 응력은 KCI2007에서 규정하고 있는 기준 압축 응력 값을 만족하는 것으로 나타나 KCI 규준식은 순환잔골재를 사용한 철근콘크리트 기둥 설계에서도 적용 가능할 것으로 판단된다.