• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.211-217
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• 2011

현행 설계기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장 이음 길이보다 압축 이음 길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 압축 이음은 단부 지압이 존재하므로, 인장 이음보다 길 필요는 없다. 초고강도 콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축 이음 강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 설계강도 80, 100 MPa 콘크리트를 이용하여 횡보강근이 있는 압축 이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 횡보강근량이 많을수록 압축 이음 강도는 향상되었다. 이음강도를 부착과 지압의 기여분으로 나눠서 분석하면, 이음 길이에 횡보강근량이 증가하여도 지압은 상승하지 않았다. 따라서 횡보강근 배근에 따른 압축 이음 강도의 상승은 부착 강도의 증가에 기인한 것으로 평가되었다. 실험 결과에서 분석된 이음 길이와 콘크리트 강도의 영향 특성을 고려하고, 기존 실험 자료를 통합하여 압축 이음 강도 평가식과 압축이음 길이 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식을 이용하면 고강도 콘크리트 특성과 횡보강근 효과가 반영된 합리적인 압축 이음 길이가 산정되어 인장 이음 길이보다 길어지는 이상 현상을 해소할 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.571-572
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• 2009

초고강도 콘크리트의 개발에 따라 철근 압축이음에 대한 연구 필요성이 높아지고 있다. 현행 설계 기준에서 콘크리트강도와 횡보강근의 영향을 고려하지 않기 때문에 압축이음길이가 인장이음길이보다 길어지는 기현상(奇現象)이 발생한다. 본 연구에서는 51개 실험체의 결과를 바탕으로 40MPa부터 70MPa까지 콘크리트에 대한 압축이음길이 설계식을 제안하였다. 본 연구에서 제안된 압축이음길이 설계식을 이용하여 고강도 콘크리트에서 압축이음길이가 인장이음길이보다 길어지는 이상 현상을 해소할 수 있다. 더불어 제안된 압축이음길이 설계식은 통계적 기법에 기반을 두어 재료강도와 동일한 수준의 신뢰성을 확보할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.659-666
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• 2010

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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.401-408
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• 2009

초고강도콘크리트의 개발에 따라 철근 압축이음에 대한 연구 필요성이 높아지고 있다. 40여년 전의 연구를 바탕으로 한 현재의 압축이음 설계기준으로는 향상된 강도를 제대로 활용할 수 없으며, 특히 압축이음길이가 인장이음 길이보다 길어지는 기현상(奇現象)이 발생되어 실무의 혼란을 초래하기도 한다. 이러한 현상은 현행 설계기준에서 콘크 리트 강도와 횡보강근의 영향을 고려하지 않기 때문이다. 본 연구에서는 51개 실험체의 결과를 바탕으로 40부터 70MPa 까지 콘크리트에 대한 압축이음길이 설계식을 제안하였다. 실험 결과를 통해 도출된 압축이음의 영향 인자들을 분석하 여 이음강도식의 기본형을 만들었다. 실험 결과에 대한 비선형 회귀분석을 통해 압축이음강도 평가식을 마련하고, 5% 분위수 개념을 통해 설계기준이음강도를 설정하고 압축이음길이 설계식을 도출하였다. 이 연구에서 제안된 압축이음길 이 설계식을 이용하여 고강도콘크리트에서 압축이음길이가 인장이음길이보다 길어지는 이상 현상을 해소할 수 있다. 더 불어 제안된 압축이음길이 설계식은 통계적 기법에 기반을 두어 재료강도와 동일한 수준의 신뢰성을 확보할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.291-302
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• 2009

현행 기준식에 따르면 초고강도콘크리트에서는 철근 인장이음길이보다 압축이음길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 초고강도콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축이음강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 압축이음의 거동 특성을 분석하고 영향인자를 도출하였으며, 설계강도 40, 60 MPa 콘크리트에 대한 압축이음 실험을 수행하였다. 압축이음강도는 부착과 지압으로 구성되고, 부착과 지압의 복합 거동에 의해 발현되므로, 압축이음 거동특성 및 강도평가를 위해서는 부착과 지압이 함께 존재하는 상태에서의 연구가 수행되어야한다. 인장이음과 달리 압축이음은 이음길이가 짧고 지압의 존재로 인해 콘크리트 강도의 영향이 크다. 실험결과 압축이음강도는 콘크리트의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 부착과 지압 모두 주변 콘크리트의 응력상태에 따라 결정되는데, 콘크리트의 축방향 응력이 높기 때문에 철근 순간격 증가에 따른 이음강도 증가는 거의 없다. 지압강도는 이음길이와 철근 순간격에 무관하며, 콘크리트 강도의 제곱근의 함수로 표현할 수 있다. 파괴양상이 측면파열파괴와 유사하므로 지압강도는 앵커의 측면파열파괴 강도식을 활용하여 평가가 가능하다. 부착에 의해 발현되는 강도는 인장이음의 경우와 유사하므로, 인장이음강도에 비해 향상된 압축이음강도는 단부 지압효과로 설명될 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1081-1084
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• 2008

고강도 콘크리트의 적용 확대에 반해, 현행 철근의 정착 및 이음 산정식은 70MPa 미만의 콘크리트로 한정되어 있으며, 50MPa 이상에서는 압축이음길이가 인장이음보다 길어지는 현상이 발생하는 등 관련 기술이 미비한 상태이다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트에서 콘크리트 압축강도, 철근간격, 직교방향 보강 철근의 위치와 보강량에 따른 철근 압축이음내력 특성을 평가하였다. 압축이음된 22mm 철근을 주근으로 가지는 총 64개의 기둥 실험체를 제작하여, 단조 일축 압축 하중을 파괴 시 까지 재하하여 실험을 수행하였다. 실험결과 콘크리트의 압축강도, 압축 이음 길이, 철근간격 및 직교방향 보강 철근 등이 철근의 압축이음 내력을 결정하는 주요한 요소로 작용하는 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.129-136
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• 2012

철근 압축이음은 초고층 건축물의 수직 부재에서 거의 모든 층에서 발생되므로, 압축이음 거동에 대한 명확한 이해는 합리적인 이음부 설계에 필수 요소가 된다. 이 연구에서는 압축을 받는 철근이음의 인자별 특성을 분석하기 위해, 부착 또는 지압만 존재하는 압축이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 부착과 지압이 함께 존재하는 일반이음에서는 부착과 지압의 상호 간섭으로 각각의 고유 강도가 100% 발현되지는 않았다. 특히 지압은 국부적인 영역에서 발현되므로 중첩으로 인한 감소량이 부착에 비해 컸다. 부착과 지압이 함께 존재하는 일반이음은 부착이음과 지압이음에 비해 동일하중에서 콘크리트와 철근의 상대변위를 줄일 수 있다. 이음 파괴는 콘크리트와 철근 사이의 과도한 상대변위로 인해 발생되므로 일반이음의 강도가 부착이음과 지압이음에 비해 항상 높아진다. 따라서 부착 또는 지압을 제거함으로써 압축이음강도를 향상시킬 수는 없다. 또한 부착이음에서 순수 부착강도는 인장이음의 부착강도와 거의 유사하게 나타났으므로, 압축이음강도가 인장이음강도보다 큰 것은 지압의 영향임을 알 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.633-644
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• 2008

철골구조물의 기둥이음 형식은 볼트연결이나 용접을 이용한다. 이러한 연결방법에서 부재의 축응력은 덧판의 볼트체결이나, 용접부위 를 통하여 그 응력이 전달되는 것으로 간주하여 설계, 시공되고 있다. 우리나라의 강구조 한계상태 설계기준에 따르면, 기둥 이음부의 고력볼트 및 용접이음은 이음부의 응력을 충분히 전달하여야 하고 이들 항복내력은 피접합재 항복내력의 1/2이상이 되도록 하여야 한다. 다만, 이음부에서 단면 에 인장응력이 없는 경우, 이음면이 절삭 마감으로 밀착되면 소요압축력 및 소요휨모멘트 각각의 1/4은 접촉면에 의해 직접 전달시킬 수 있다고 되 어있다. 반면에, 미국 철강협회설계기준(AISC Specifications and Codes)에서는 기둥이음에서 지압력에 따라 응력이 전달되도록 접촉면이 마무리 되어 있는 경우, 그 위치를 확보하는데 충분하도록 이음되어야 한다고만 되어있어, 설계자의 판단에 따라 압축력은 이음면의 직접접촉(Metal Touch)으로 상부에서 하부로 모두 전달할 수 있도록 되어있고, 또한 압축력과 휨모멘트를 받는 기둥에서는 직접접촉을 통해 최소 25%에서 최대 50%까지의 하중전달이 가능하다. 따라서 기둥이음에서 압축력에 대한 직접접촉의 활용도의 차이가 크고 또한 압축력과 모멘트가 작용할 때의 직접 접촉에 대한 활용도도 그 차이가 최대 25%이므로, 직접 접촉된 이음부의 응력전달 거동에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 축력과 휨모멘트가 작 용하는 기둥에 대해서 이루어지며 실험체의 수는 총 22개이다. 국내의 메탈터치의 평활도인 관리 허용치 1.5D/1000와 한계허용치 2.5D/1000및 AISC에서 제시하는 압축력을 받는 기둥에서의 보강 없는 틈의 한계인 1.6mm에 대해, 본 실험결과와 기존의 허용치를 비교하였다. 그 결과, 상하 부재 간의 직접 접촉을 통하여, 즉 메탈터치를 이용하여 응력을 전달시키면 부재 이음에서 경제성과 효율성이 개선될 수 있다고 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.33-34
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• 2010

초고강도 콘크리트의 적용확대로 새로운 철근 압축이음길이 설계식의 개발 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는, 현행 콘크리트구조설계기준의 인장 이음길이와 갈고리 정착길이 설계식과 같은 형태를 활용하여, 사용이 편리한 압축이음길이 설계식을 회귀분석을 통해 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.389-400
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• 2009

현행 기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장이음길이보다 압축이음길이가 더 길어지는 현상 이 발생된다. 횡보강근의 영향을 반영하면 이러한 경향은 더욱 심화된다. 실제 구조물에서 반드시 존재하는 횡보강근과 철근 지름의 영향을 40, 60 MPa 콘크리트에 대한 압축이음 실험을 통해 강도와 거동 특성을 분석하였다. 지름 22, 29 mm 에 대한 실험 결과 철근 지름의 영향은 없는 것으로 나타났다. 가는 지름의 철근에서는 이음강도의 증진이 기대될 수 있으나, 압축철근에는 주로 큰 지름의 철근이 사용되므로 압축이음에서는 철근 지름의 효과를 고려할 필요가 없을 것 으로 판단된다. 횡보강근이 있는 압축이음강도는 현행 설계기준과 비교할 때 100% 이상 크므로 횡보강근을 고려한 새 로운 설계기준식의 정립이 필요하다. 지압은 이음 단부에 배근된 횡보강근에 의해서만 강도가 향상되며, 이음구간에 배 근된 횡보강근에는 무관하다. 횡보강근량이 많을수록 부착에 의해 발현되는 강도는 거의 선형적으로 증가하며, 이음단 부에만 횡보강근을 배근해도 부착강도가 6% 향상되었다. 횡보강근이 배근된 경우 부착에 의해 발현되는 강도는 인장이 음에 비해 동등하거나 더 낮아지므로, 인장이음에 비해 압축이음의 강도 증진은 단부 지압 효과로만 설명될 수 있다.