• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.257-266
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• 2006

최근 공기단축, 낮은 층고, 자유로운 평면계획 등의 많은 장점을 가지는 플랫플레이트 구조형식이 고층주거건물의 구조형식으로 많이 사용되고 있다. 특히 국내에서 건설되고 있는 플랫플레이트 구조시스템은 횡력에 대한 저항성을 크게 하기 위하여 기둥의 단면이 매우 크며 직사각형 형태를 가지는 벽기둥(wall-column)을 사용하는 경우가 많으므로 접합부 강도산정모형에서는 이러한 기둥의 형태적 요소를 적절히 반영해야 한다. 기둥단면형상에 따른 플랫플레이트-기둥 접합부의 거동특성을 분석하기 위하여 기존의 강도모델을 검토하고 비선형 유한요소해석을 실시하였다. 기존 강도모델은 위험단면에서의 전단응력분포를 가정함에 있어서 기둥단면형상의 영향을 고려하지 못하여 플랫플레이트-기둥 접합부의 강도를 정확하게 예측하지 못하였다. 비선형 유한요소해석 결과, 하중가력방향과 평행한 기둥폭이 길어질수록 위험단면 측면에서 비틀림 전단을 받는 유효영역과 측면 최대전단강도가 줄어들어 접합부의 강도가 큰 폭으로 감소한다. 따라서 플랫플레이트-기둥 접합부의 강도를 정확히 산정하기 위해서는 하중가력방향과 평행한 기둥폭의 길이($c_1$)이 접합부 거동에 미치는 영향을 적절히 반영해야 할 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.23-32
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• 2007

본 연구에서는 PT 플랫 플레이트 골조의 내진성능을 평가하기 위하여 비선형 거동을 예측할 수 있는 해석모델을 개발하였다. 특히 본 연구에서 개발한 해석 모델은PT 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부에서 기둥을 관통하는 철근이 있는 경우와 없는 경우의 접합부 거동을 정확하게 예측할 수 있도록 개발하였다. 또한 본 연구에서 개발한 접합부 해석 모델은PT 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부에서 뚫림 전단 파괴가 발생하는 때를 정확하게 예측하도록 하였다. 개발한 해석 모델의 타당성을 검증하기 위하여PT 플랫 플레이트 슬래브-기둥 접합부 실험결과와 해석 결과를 비교하였다. 또한 2층 PT 플랫 플레이트 골조의 진동대 실험결과와 해석결과를 비교하였다. 본 연구에서는 기둥을 관통하는 철근이 있는 접합부와 없는 접합부를 갖는 2층 PT 플랫 플레이트 골조를 세 가지의 크기로 조정한El Centro 지진에 대하여 비선형 동적 해석을 수행하였다. 지진의 크기가 커지면 하부 철근이 없는 골조의 요구 변위와 잔류 변형이 하부 철근이 있는 골조에 비하여 더욱 커지는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.97-105
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• 2006

플랫 플레이트 구조에서 고강도 콘크리트를 사용함에 따라서 접합부의 전단강도와 같은 구조성능을 향상시켜서 플랫 플레이트 구조의 단점을 보완하여 장점을 극대화시킬 수 있다고 판단된다. 이에 본 논문에서는 70MPa급 고강도 콘크리트를 사용한 플랫 플레이트구조의 기둥 슬래브 접합부 실험체를 제작한 후에 수직하중과 수평하중의 조합하중을 가력하여 플랫 플레이트구조의 기둥 슬래브 접합부에 대한 전단강도를 비롯한 주요한 구조성능을 평가하고자 한다. 본 연구에서의 실험변수는 슬래브의 철근비와 슬래브에 작용하는 수직하중의 비율로 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.405-414
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• 2006

기둥단면형상, 중력하중, 슬래브 경간길이와 같은 설계변수에 따른 플랫플레이트-기둥 접합부의 거동특성을 분석하기 위하여 기존의 강도모형을 검토하고 비선형유한요소해석을 실시하였다. 기존 강도 모형은 위험단면에서의 전단응력분포를 가정함에 있어서 다양한 설계변수의 영향을 고려하지 못하여 플랫플레이트-기둥 접합부의 강도를 정확하게 예측하지 못하였다. 비선형유한요소해석 결과, 하중가력방향과 평행한 기둥폭이 길어질수록 위험단면 측면에서 비틀림 전단을 받는 유효영역과 측면최대전단강도가 줄어들어 접합부의 강도가 큰 폭으로 감소한다. 중력하중은 접합부 위험단면에 부모멘트를 재하시키므로 측면의 최대전단응력을 감소시키며 접합부의 강도와 연성도를 줄어들게 한다. 중력하중이 재하되지 않은 경우, 경간길이가 길어질수록, 위험단면의 강성이 줄어들어 접합부의 강도와 연성도가 증가한다. 반면, 중력하중이 상대적으로 크게 재하된 경우, 경간길이가 짧을수록 접합부 강도가 증가하는데, 이는 동일한 크기의 전단력이 위험단면에 재하된다 하더라도 경간의 길이가 길어질수록 접합부 주변의 부모멘트로 인한 영향을 더 크게 받기 때문이다. 이와 같은 설계변수의 영향을 고려하여 접합부 강도를 산정하기 위하여 유효최대전단응력값을 제안하였으며 이 값을 사용하여 플랫플레이트-기둥 접합부의 강도를 산정할 경우, 기존 강도평가방법보다 정확한 예측이 가능함을 수치해석과의 비교를 통하여 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.229-240
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• 2004

불균형 휨모멘트를 재하받는 플랫플레이트-기둥 접합부의 편심전단강도와 모멘트강도를 규명하기 위해 그동안 많은 실험연구가 수행되어 왔다. 기존 실험들은 서로 다른 실험방식을 사용하고 있는데, 접합부의 전단강도는 실험방식에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 기존 실험에 근거하여 개발된 현행 설계기준들은 플랫플레이트의 강도를 정확히 설명하고 있지 못한 실정이다. 선행 연구에서는 연속 플랫플레이트에 대한 비선형 유한요소해석에 근거하여, 슬래브-기둥 접합부에 패한 새로운 설계방법을 개발하였다. 그러나 제안된 설계방법에서는 휨모멘트 강도산정에 필요한 접합부 편심강도를 경험식에 의존하여 산정하고 있다. 본 연구에서는, 접합부 파괴 메카니즘을 분석하기 위해서, Rankine 재료파괴기준을 이용하는 이론적인 접근법을 채택하였다. 분석결과에 근거하여 개선된 편심전단강도모델이 개발되었고, 기존 실험과의 비교를 통해 검증되었다. 개발된 강도식을 이용하여, 선행연구에서 개발된 설계방법을 재검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.163-174
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• 2004

플랫플레이트-기둥 접합부의 뚫림전단강도를 규명하기 위해 그동안 많은 실험연구가 수행되어 왔다. 실험결과에 의하면, 뚫림전단강도는 접합부의 기둥크기, 철근비, 경계조건 등 다양한 설계변수에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다. 하지만 현행 설계기준들은 설계변수의 영향을 정확히 반영하고 있지 못한 실정이다. 본 연구에서는 뚫림전단의 파괴메카니즘을 정의하기 위하여, Rankine의 파괴기준을 이용하는 구조역학적 접근법이 사용되었다. 파괴메카니즘은 접합부에 배치된 하부철근량에 따라 압축지배 전단파괴와 인장지배 전단파괴로 분류되며, 또한 뚫림전단강도는 슬래브의 휨손상에 밀접한 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 이 연구결과에 근거하여 콘크리트의 뚫림전단강도식을 개발하였으며, 제안된 방법은 기존 실험연구결과와 비선형 수치해석결과와의 비교를 통해 타당성이 검증되었다. 비교결과, 다양한 설계변수의 영향을 반영하고 있는 제안된 강도모델은, 현행 설계기준보다 접합부의 뚫림전단강도를 정확히 추정할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.949-960
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• 2002

횡하중을 받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥 접합부의 뚫림전단파괴에 대해 취약하며, 이러한 접합부의 취성적 파괴를 방지하기 위해 접합부의 강도 및 연성능력이 반드시 확보되어야 한다. 그러나 플랫 플레이트 시스템의 거동은 대단히 복잡하고 실제 하중재하방식과 경계조건을 정확히 실현하기는 매우 어려우므로, 이전의 실험연구로부터 강도 및 연성능력에 대한 신뢰할 만한 실험결과를 얻기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 이러한 실험연구의 어려움을 보완하기 위하여 연속 플랫 플레이트의 내부 접합부에 대해 수치해석 연구를 수행하였다. 이를 위해 비선형 유한요소해석을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였고, 기존의 실험결과와의 비교를 통해 그 유효성을 검증하였다. 변수연구를 통하여 접합부 주위의 휨모멘트, 전단력, 비틀림모멘트의 변화를 분석하였고, 분석결과에 근거해서 기존 설계방법에서 개선되어야 할 사항을 검토하였다. 본 연구결과는 후속논문에서 불균등 휨모멘트를 받는 접합부에 대한 설계방법을 개발하는데 사용될 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.31-38
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• 2010

본 연구에서는 기둥을 관통하는 슬래브 하부 철근이 중력하중만으로 설계된 포스트텐션 플랫플레이트 골조의 내진성능에 미치는 영향을 평가하였다. 중 약진 지역에서 건물은 흔히 중력하중만을 고려하여 설계되고 있다. 본 연구에서는 중력하중으로 설계된 PT 플랫플레이트 골조의 내진성능에 집중되고 있다. 이를 위하여, 3,6,9층 PT 플랫플레이트 골조는 중력하중만으로 설계하였다. 철근콘크리트 플랫플레이트 골조에서는 취성적인 붕괴를 예방하기 위해서는 기둥을 관통하는 연속된 슬래브 하부철근이 위치하여야 한다. 그러나 PT 플랫플레이트 골조에서는 슬래브 하부 철근에 대해 ACI 318-05에서는 특별한 언급이 없기 때문에 흔히 생략하고 있다. 본 연구는 대산건물을 비선형 시간이력해석 으로 골조 모델의 내진성능에 대해 평가한다. 비선형 시간이력해석은 6개의 지진과 2개의 다른 위험수준 (475, 2475년 주기), 3개의 다른 지역 (보스턴, 시애틀, LA)을 사용하였다. 해석모델은 PT슬래브-기둥 접합부의 파괴 메카니즘과 비선형 거동을 살펴보기 위해 개발되었다. 본 연구는 중력하중으로 설계된 PT 플랫플레이트 골조가 몇몇 내진저항 능력을 보여주고 있다. 또한, PT 플랫플레이트 골조의 내진성능은 기둥을 관통하는 슬래브 하부철근이 위치할 때 눈에 띄게 향상되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.209-216
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• 2017

플랫플레이트 구조설계 시 중요한 고려사항 중 하나는 슬래브-기둥 접합부가 축하중에 의한 뚫림전단에 대한 저항성과 지진 발생 시 건물전체의 수평변형에 추종할 수 있는 연성능력을 확보하는 것이다. 이 연구에서는 플랫플레이트 구조형식의 슬래브-기둥 접합부를 대상으로 연성 증진을 위해 ECC를 접합부 뚫림전단의 위험단면 구역에 타설하고, 이 구역 주변 전단보강 구역에는 스터드의 설치와 강섬유 콘크리트를 사용한 상세를 개발하였으며, 이를 적용한 실험체에 대해 슬래브-기둥 접합부의 전단성능 실험을 수행하였다. 실험변수는 ECC에 혼입한 섬유 종류, 전단보강 구역의 스터드 설치와 강섬유 콘크리트 타설 여부였으며, 실험체의 파괴양상, 접합부 내력 및 변위와 변형률을 비교분석하였다. 실험 결과 슬래브-기둥 접합부에 ECC를 적용한 실험체의 내력과 연성이 그렇지 않은 실험체보다 우수하게 나타났으며, 전단보강 구역에서는 스터드의 전단보강 효과와 강섬유 콘크리트의 연성개선 효과를 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.961-972
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• 2002

횡하중을 받는 플랫 플레이트 구조는 슬래브-기둥 접합부의 취성 전단파괴에 대하여 취약하며, 이러한 접합부의 취성적 파괴를 방지하기 위해 접합부의 강도 및 연성능력이 반드시 확보되어야 한다. 그러나 이전 연구에 의하면 현행 설계기준이 플레이트-기둥 접합부의 강도를 정확히 예측하지 못하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구에서는 비선형 유한요소해석을 이용한 변수연구를 내부 접합부에 대해 실시하였으며 수치해석 결과에 근거하여 접합부에 대한 설계방법을 개발하였다. 접합부 주위의 위험단면에서는 중력하중과 횡하중에 의해 발생된 휨모멘트와 전단력이 공존하며, 이 휨모멘트와 전단력의 상호작용을 고려하여 최대 허용편심전단응력을 제안하였다. 제안된 강도모델은 현 설계기준에 비하여 접합부의 강도를 보다 정확히 산정 할 수 있으며, 연속 슬래브에 대한 비선형 해석결과와 기존의 실험결과와의 비교를 통해 그 유효성을 검증하였다.