• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.75-82
• /
• 2015

본 연구는 고강도 철근을 확대머리 이형철근으로 사용하는 경우 정착길이 효과에 관한 실험 연구이다. 현행 기준에서는 확대머리 이형철근의 정착길이를 산정하는 식에서 철근의 설계기준강도를 400 MPa로 한정하고 있다. 고강도 철근에 대한 연구결과가 충분하지 않기 때문에 이러한 규정이 명시된 것이다. 따라서 본 연구에서는 설계기준 항목강도 600 MPa의 철근으로 확대머리 이형철근을 제작하여, 변수별 실험연구를 수행하였다. 실험은 철근의 정착길이, 철근의 개수, 그리고 확대머리의 형상 등의 변수로 계획하였다. 실험체는 정착길이가 긴 L형과 정착길이가 짧은 S형으로 분류하고, 확대머리의 형상은 원판형(A형)과 원뿔형(B형)으로 구분하였다. L형 실험체는 원판형 확대머리를 대상으로 철근 개수가 1~3으로 변하는 3개의 실험체와 S형 실험체는 원판과 원뿔형 확대머리 형상에 대하여 정착길이를 L형의 50%, 45%, 40%, 35%로 변화한 실험체를 계획하였다. L형(LA형) 3개, SA형 4개, SB형 4개 등 총 11개의 실험체를 인발실험을 하였다. 실험결과는 콘크리트구조기준(부록 II)의 정착길이 산정 규정에 따라 평가하였으며, 그 결과 항복강도 600 MPa의 철근을 사용한 확대머리 이형철근은 현행기준의 설계식을 적용하여 설계할 수 있음을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.635-643
• /
• 2004

본 연구에서는 그라우트 충전식 철근이음의 보다 합리적인 설계를 위한 자료를 제공하기 위하여 그동안 개발되어 사용되고 있는 각종 그라우트 충전식 철근이음의 구조성능을 비교 분석하고자 국내뿐만 아니라 외국에서 실시했던 각종 그라우트 충전식철근이음의 320여개 실험결과를 수집한 후에 철근이음의 내력을 중심으로 비교 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 그라우트 충전식 철근이음의 내력은 철근의 정착길이와 충전 그라우트 압축강도가 증가함에 따라서 커지는 경향을 보여주었다. 특히 이러한 경향은 상대적으로 철근의 정착길이가 짧거나 충전 그라우트 압축강도가 낮아서 부착파괴가 발생한 실험체에서 뚜렷하게 나타났다. 둘째, 슬리브의 형상이 그라우트 충전식 철근이음의 부착강도에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 부착파괴된 철근이음 실험체에서 철근의 직경에 따른 철근이음 내력의 차이가 특별하게 나타나지 않았다. 넷째, 충전 그라우트 충전식 철근이음에서 철근 항복강도의 $125\%$ 이상의 인장력을 전달하여 ACI 및 국내 규준을 만족하기 위해서는 그라우트 압축강도가 70MPa이면 철근의 정착길이를 4.5d 이상, 그라우트 압축강도가 80MPa이면 철근의 정착길이를 3.9d 이상 확보해야 한다. 또한, 철근 인장강도 이상의 인장력을 전달하여 AIJ 규준을 만족하기 위해서는 충전 그라우트 압축강도가 70MPa이면 철근의 정착길이를 5.34 이상, 그라우트 압축강도가 80MPa이면 철근의 정착길이를 4.7d 이상 확보해야 한다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.615-622
• /
• 2003

본 논문에서는 그라우트 충전식 철근이음의 보다 합리적이고 타당한 부착강도를 평가하는 방법을 제시하고자 한다. 이 목적을 위하여 실물크기의 60개 모르타르 충전식 철근이음 실험체를 제작한 후에 단조가력을 실시하였다. 본 연구의 실험변수는 충전 모르타르 압축강도, 철근의 정착길이, 철근의 규격 등으로 정하였다. 본 연구의 결과, 본 실험에서 부착파괴가 발생한 실험체를 대상으로 기존의 모르타르 충전식 철근이음의 부착강도 평가방법의 적합성을 검토하면 기존의 방법은 본 실험의 철근이음 부착강도를 약 8∼18% 정도 과소평가하고 있고 철근의 정착길이가 감소함에 따라서 이러한 경향은 커졌다. 또한 최종적으로 부착파괴된 실험결과로부터 철근의 정착길이와 충전 모르타르 압축강도를 종속변수로 다중회귀분석을 실시하여 철근이음의 구속력을 제안하였다. 횡방향 구속효과를 고려한 Untrauer와 Henry의 부착강도식에 구속력 산정 제안식을 적용하면 다른 기존의 부착강도 평가방법과 비교하여 정확하게 실험값을 예측할 수 있음은 물론 철근의 정착길이에 따른 편차도 제거할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.59-67
• /
• 2014

현행 콘크리트구조기준 (KCI2012) 및 ACI318-11에서 B급이음된 일자형 이형철근에 대하여 인장력에 대한 겹침이음길이를 정착길이의 1.3배로 산정하고 있다. 동일 기준에서 확대머리 이형철근의 정착길이를 제시하고 있지만 겹침이음상세에 대한 규정은 없다. 이에 본 연구에서는 400MPa과 500MPa 설계기준항복강도를 가지는 확대머리 이형철근의 겹침이음실험을 실시함으로써, 기준의 정착길이식을 겹침이음설계에 적용가능한 지를 평가하고자 하였다. 실험결과, SD400과 SD500의 설계기준항복강도를 적용한 확대머리 이형철근에 대하여 겹침이음길이를 정착길이의 1.3배로 산정할 경우, 실험 최대휨강도가 공칭휨강도에 비하여 16~31% 크게 평가되었고 연성적인 휨파괴 거동을 나타내었다. 따라서, 이들 철근에 대해 정착길이 1.3배의 겹침이음길이로 설계함으로써 강도 및 변형성능 측면에서 겹침이음 성능을 확보할 수 있는 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권6호
• /
• pp.547-554
• /
• 2016

본 논문에서는 개구부가 있는 철근콘크리트 전단벽의 전단강도를 산정하기 위해 수정압축장 이론에 기반을 둔 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 철근콘크리트 전단벽의 전단강도에서 개구부의 영향을 분석하기 위해 개구부 주변 정착길이 내 철근들에 대한 철근비를 해석 모델에서 감소시켰으며, 비선형 유한요소해석은 기존 문헌에 제시된 시험 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 실험 결과와의 비교를 통해 개구부 주변 철근들의 정착길이를 고려한 비선형 유한요소해석의 경우 철근콘크리트 전단벽의 전단강도 예측에 있어 개구부의 영향을 잘 반영한 것으로 나타났다. 이에 반해, 현행 설계기준들은 전단강도를 합리적으로 예측하지 못하는 것으로 나타났다. 본 논문은 향후 기존 철근콘크리트 전단벽에 개구부를 설치하는 경우, 전단벽의 합리적인 전단강도 예측에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(I)
• /
• pp.143-146
• /
• 2005

최근 들어 90도 표준갈고리의 대안으로 정착판을 지니는 헤드 철근(headed bar)에 대한 관심이 높아지고 있다. 헤드 철근의 정착내력은, 정착판의 지압력과 위험단면에서 헤드까지 정착길이의 부착력으로 발현된다. 실제 구조물에서는 정착되는 부재의 재료 및 기하학적 물성에 의해 다양한 파괴가 발생된다. 따라서 헤드 철근의 정착내력은 단순히 지압력과 부착력의 합으로 산정될 수 없으며, 발생 가능한 모든 파괴양상을 고려한 최소 내력으로 결정되어야 한다. 헤드 철근의 정착내력을 산정하기 위한 기본적인 해석모델로, CCT 절점에 정착된 헤드 철근의 트러스 모델을 제안하였다. 제안된 트러스 모델의 파괴는 부착파괴와 콘크리트의 압축파괴로 구분되며, 재료 및 기하학적 물성에 의해 파괴 양상이 결정된다. 이러한 트러스 모델은 외부 보-기둥 접합부와 같이 보다 복잡한 부위에 정착된 헤드철근의 정착 기구를 설명하는데 활용될 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.165-173
• /
• 2013

이 연구에서는 설계기준항복강도 500 MPa의 HD25 철근과 HD32 철근에 사용할 수 있는 스플라이스 슬리브에 대한 실험 및 해석 연구를 수행하였다. 비선형 유한요소해석을 실시하여 적정 형상을 선정하였으며, 총 18개의 실험체를 제작하여 구조 실험을 실시하였다. 실험체는 철근의 종류, 슬리브의 길이, 그라우트 강도, 철근의 정착길이 등을 변수로 하였다. 동일한 변수의 실험체를 3개씩 제작하여 실험에서 발생 할 수 있는 오차를 해소하고자 하였다. 그리고 비선형 유한요소해석을 실시하여 구조실험 결과와 비교하였다. 총 18개의 실험체에 대한 인장실험 결과 모든 실험체가 구조설계기준에서 요구하는 조건을 만족함을 보였다. 그라우트의 강도와 철근의 정착길이는 슬리브 실험체의 강성 및 강도에 거의 영향을 미치지 않았다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.175-182
• /
• 2020

철근 부식으로 인한 철근 콘크리트 구조물의 내구성능 저하를 방지하는 방법 중 하나인 에폭시 도막 철근의 사용이 증가하고 있으나, 에폭시 도막으로 인한 콘크리트와 철근의 부착성능 부족으로 정착길이 및 겹침이음길이를 증가시켜야하는 것이 문제가 된다. 이 논문은 에폭시 도막 철근의 부착성능을 개선하여 직접인발시험에서 확인한 기본정착길이의 감소 가능성을 실제 휨부재의 이음길이 산정에 반영할 수 있는지를 확인하기 위하여 수행한 실험연구를 정리한 것이다. 휨부재에서 일반철근과 에폭시 도막 철근의 겹침이음 특성을 비교하기 위하여 철근지름 및 겹침이음길이를 변수로 하여 36개의 시험체로 보-단부 실험을 통해 겹침 이음 성능평가를 하였다. 실험결과에 의하면 현행설계기준에 따라 이음길이에 보정계수 1.2를 사용한 에폭시 도막 철근 부착강도와 일반철근 부착강도를 비교한 결과 파괴 양상, 처짐특성 및 균열폭 등을 고려할 때 현행 설계기준에 따른 보정계수의 필요성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권3호
• /
• pp.365-373
• /
• 2016

강섬유 보강 초고성능콘크리트(SUPER Concrete)는 일반 콘크리트에 비해 높은 압축강도와 인장강도를 지닌다. 이러한 특성으로 SUPER Concrete로 제작된 부재는 단면을 크게 줄일 수 있고, 확대머리철근의 정착강도가 향상될 것으로 기대된다. 이 연구에서는 120 MPa, 180 MPa SUPER Concrete로 제작된 외부 보-기둥 접합부에 $4d_b$, $6d_b$의 정착길이를 갖는 확대머리철근의 정착 성능을 평가하였다. 모든 실험체에서 600 MPa 이상의 실제 항복강도가 발현된 후 일부 실험체에서 측면파열파괴가 발생되었다. 확대머리철근의 정착강도가 매우 높아 철근이 파단되는 경우도 있었다. 설계기준강도 120 MPa 이상 SUPER Concrete에 정착된 확대머리철근은 $4d_b$의 짧은 정착길이로 콘크리트구조기준에서 허용하는 철근의 최대 설계기준강도 600 MPa를 발현할 수 있는 것으로 평가되었다. 기존에 개발된 일반 콘크리트에 정착된 확대머리철근의 측면파열파괴강도 평가식과 현행 콘크리트구조 기준의 확대머리철근 정착길이 설계식은 실험값을 과소평가하였다. 일반콘크리트에서 개발된 평가식은 SUPER Concrete의 높은 인장강도 특성을 반영하지 못하기 때문으로 분석된다. 확대머리철근 정착강도를 $(f_{ck})^{\alpha}$에 비례한다고 가정하고 실험결과를 회귀분석하여, SUPER Concrete 압축강도의 0.14승에 비례하는 정착강도 평가식이 개발되었다. 40개 실험 자료에 대한 [실험값]/[예측 값]의 평균은 1.01, 변동계수는 5%였다.

• 토지주택연구
• /
• 제2권1호
• /
• pp.61-68
• /
• 2011

본 연구는 벽식구조 아파트의 슬래브와 벽체를 철근격자망으로 배근할 경우 접합부의 구조성능을 검증하기 위해 수행되었다. 이를 위해 벽체와 연결된 불연속단의 캔틸레버형 슬래브 시험체를 사용하여 철근격자망 상부근의 정착길이와, 철근격자망의 정착부에 일반 구부림 철근을 사용하여 정착한 경우의 정착방법 및 길이를 변수로 실험을 수행하였다. 결과는 다음과 같다. (1) 슬래브-벽체 외부접합부의 철근망 시공에서 슬래브 철근망은 벽체의 철근 선까지 배근하고 이음길이를 확보한 별도의 철근을 $90^{\circ}$ 표준갈고리로 정착하는 경우, 정착길이와 단면적이 확보되면 강도 발현에 문제가 없는 것으로 나타났다. (2) 슬래브 철근망을 접합부에서 이음할 때 철근망의 철근을 벽체 속으로 매입하면 강도는 더욱 증가한다. 그러나 최고강도에 도달한 이후의 연성은 이음이 없는 것과 동일한 것으로 나타났다. (3) 슬래브-벽체 외부접합부에서 단부 모멘트에 대한 슬래브 하부 압축콘크리트의 파괴시 변형률은 일반 콘크리트 보와 비교할 때 훨씬 큰 것으로 나타났다. 이는 슬래브-벽체 접합부가 $90^{\circ}$를 이루고 있어 이에 따른 구속효과가 있기 때문인 것으로 판단된다.