• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.135-144
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• 2009

본 논문은 기존 SC합성보에 비부착 긴장재의 정착위치와 도입된 긴장량을 변수로하여 포스트텐션 공법으로 휨보강을 실시한 실험체의 보강성능을 평가하여 적절한 휨보강 방법을 제시하고자 하였다. 실험은 각 유형별 실험체를 항복하중까지 가력하고 항복 이후 비부착 포스트텐션 보강을 실시 추가 가력하여 보강성능을 조사하였다. 실험결과 보강된 SC합성보는 보강전에 비해 향상된 항복내력 및 초기강성을 나타냈으며 최대내력의 실험값/이론값은 보강 후 ${0.95{\sim}1.13}$으로 나타났다. 보강 전 중립축과 그 상부에 정착구를 설치한 실험체(D160, 240계열)는 최대내력에서 긴장력의 차이에 따른 변화는 거의 없고 오히려 긴장력이 증가하면 연성이 감소하였으며 보강 후 중립축에 졍착구를 설치한 실험체(D120계열)는 긴장력이 증가하면 최대내력이 증가하고 또한 연성도 증가하여 보강 후 중립축에 대한 적절한 긴장력 보강이 매우 유효함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.85-94
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• 2005

PPS(post-tensioned precast concrete system)공법은 U자형 PC로 제작한 넓은 보와 PC 또는 현장 타설 콘크리트로 제작한 기둥으로 구성되며 PC 보와 기둥의 일체성 확보를 위하여 프리스트레스를 도입하였다. 본 연구는 PPS 공법 개발의 일부로 넓은 보의 기둥 폭 내부에 정착되어진 휨철근의 양에 따른 거동특성을 분석하고자 실험적 연구를 수행하였다. 실험체는 기둥 폭내, 외부에 위치한 휭 철근의 양을 달리한 정착비와 동일한 정착비내에서 철근과 긴장재의 양을 주요변수로 하여 대상건물의 내부접합부를 대상으로 1/2크기로 제작하였다. 그 결과 NEHRP 권고사항에서 규정한 한계변위각 0.035까지 내력저하 없이 충분한 내력을 보유하였으며, 보의 휨 파괴가 주요 파괴모드로 접합부에서 전단파괴는 일어나지 않았다. 그리고 넓은 보에 포스트텐션을 도입한 PPS 공법은 기둥 폭 내부의 정착비가 $35\%$인 경우 다소 높은 비틀림 응력을 나타내었으나, 기둥 폭 외부에 위치한 인장철근의 항복 이후 긴장재가 응력을 충분히 발휘함으로서 일체식 구조의 넓은 보-기둥 접합부와 달리 비탄성 이력거동을 통하여 에너지를 효과적으로 소산하였다. 또한 ACI의 proposed provisional standard의 PC 접합부 구조성능 평가지침에 의해 분석한 결과, 모든 실험체에서 허용기준을 모두 만족하고 있으며, 강도의 큰 저하 없이 연성적인 거동을 하고 있음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.965-975
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• 2014

프리텐션 공법으로 생산되는 부재는 제작대의 대형화에 따른 문제로 일반적으로 공장에서 제작되고, 이에 따라 운반상의 문제로 프리텐션 부재의 크기에 제한을 받게된다. 본 연구에서는 현장에서 프리텐션 공법을 적용할 수 있는 이동식 프리텐션 제작시스템을 개발하였다. 프리텐션 방식의 50m급 PSC 거더를 제작하기 위해서는 높은 압축력에 대해 시스템이 지속적으로 저항해야 한다. 따라서 이동식 제작시스템은 긴장력에 대해 좌굴안정성을 확보해야 한다. 본 연구에서는 50m 길이의 프리텐션 거더를 제작할 수 있는 이동식 제작시스템을 CFT부재를 이용하여 제작하였다. 시스템의 안전성과 구성부재의 거동을 파악하기 위해 정적가력시험을 수행하여 이동식 프리텐션 제작시스템의 안정성을 입증하였다. 이동식 프리텐션 제작시스템은 다양한 프리텐션 부재 제작현장에 투입되어 시공성이 검토되었다. 공장이 아닌 현장에서 이동식 프리텐션 제작시스템을 통해서 생산되는 프리텐션 부재는 포스트텐션 공법에 비해 공정이 단순하고, 프리스트레스 손실이 적으며, 정착장치 등이 불필요하다는 장점을 현장에서 효율적으로 활용할 수 있게 되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.235-249
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• 2011

I형 PSC 거더에 새로운 설계 개념을 도입하여 낮은 형고의 장경간 거더를 설계하고, 실험을 통해서 적용성을 점검하였다. 본 연구에서 제안하는 거더는 복부에 개구부를 도입한 분절형 중공 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 거더(HWPC거더, Holed Web Prestressed Concrete girders)이다. 이 거더의 설계에는 세 가지 설계 개념이 종합적으로 적용되었다. 먼저 장경간의 거더를 공장에서 프리캐스트로 타설하여 양생을 마친 후에 현장으로 운반하는 방법을 채택하여 현장에서 거더를 제작하는 경우보다 콘크리트의 품질 관리가 용이하게 하여 고강도 및 고성능 콘크리트를 적용하는 것이 가능하게 하였다. 또한 거더를 분절화하여 제작하여 국내의 도로 여건에서도 장경간 거더를 공장에서 현장으로 이동시킬 수 있게 하였다. 이로써 현장에서의 작업 기간도 단축시킬 수 있다. 두 번째로 거더의 복부에 원형의 개구부를 도입하여, 단부 정착장치의 반을 이 개구부 내에 이동하여 분산 배치하여, 분절 거더의 조립에 사용하였다. 개구부에 정착부를 분산 배치하면 단부에 설치되는 정착장치가 줄어들게 되므로 단부에 작용하는 응력이 줄어들게 된다. 아울러 자연스레 단부에 도입되는 휨모멘트는 줄어들고, 중앙부에 큰 휨모멘트가 도입되므로 외력으로 인한 휨모멘트 분포에 더 가까운 형상의 부모멘트를 거더에 도입할 수 있다. 거더에 개구부를 도입하면 거더 자중도 줄어든다. 그리고, 세째로 단부에 설치되는 정착구의 수가 줄기 때문에 단부에서는 다이아프램을 제거하고도 정착이 가능하다. 이렇게 거더의 전 단면에 걸쳐서 같은 폭의 복부폭을 사용하면 거더 제작을 자동화 하는데도 도움이 될 것이다. HWPC거더의 설계 기법을 검증하고, 다단계 긴장의 효과 및 실제교량에 적용할 때 발생할 수 있는 문제점을 고찰하기 위하여 실물 실험을 수행하였다. 길이 50 m, 높이 2 m인 거더 실험체를 분절형과 일체형으로 각각 1개씩 제작하여 휨실험을 수행하고, 결과를 비교하여 분석하였다. 분절형 거더와 일체형 거더는 처짐 및 균열생성 형상에서 근본적으로 유사하였다. 휨 강도, 처짐, 활하중 처짐제한 규정 등이 특정 설계기준을 만족하도록 설계하는 것이 가능하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.130-143
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• 2012

케이블볼트는 장공의 볼트가 필요한 경우나 대용량의 보조지보재로 사용되어졌으나, 지보능력의 상승과 다루기가 용이하다는 점에서 경쟁력을 갖추게 되었다. 다양한 연구로부터 얻어진 실험결과에 근거하여 길이와 고정조건을 변화시켜가며 케이블볼트의 성능을 수치해석적으로 분석하였다. 지보효과는 변위와 숏크리트 응력을 바탕으로 평가하였다. 케이블볼트에 긴장을 가하지 않고 그라우팅만 하였을 때에는 록볼트에 비해 지보효과가 떨어졌다. 그러나 긴장이 가해졌을 경우의 지보능력은 록볼트를 대신하기에 충분하였다. 케이블볼트의 긴장 후에 즉시 그라우팅을 시행하면 지보능력이 오히려 감소되지만 굴착면의 영향을 벗어난 후에 그라우팅을 수행하면 지보능력도 감소되지 않고 장기적인 안정성도 확보할 수 있을 것으로 판단되었다. 주 지보재로서 케이블볼트를 현장에 적용하기 위해서는 보다 다양한 조건에서의 실험실 시험과 현장 시험 등을 포함한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.13-19
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• 2011

PC 암거는 터파기, 하부지반 처리, 암거 거치, 상호접합면에 누수방지용 패킹재 부착, PS 강선의 긴장을 통한 상호박스 접합, 되메우기 등의 일련의 과정으로 시공되어진다. 이 때 부적절한 하부지반 처리는 박스간 상호 부등침하를 야기할 수 있으며 결과적으로 지하수의 와류 및 내부유수의 누수를 발생시키게 된다. 본 연구에서는 하부지반이 연약한 경우 PC 암거 접합부의 부등침하를 저감하기 위하여 개발된 PC 기초판과 일체화된 암거의 거동을 현장 시험시공을 통해 분석하였다. 암거의 거동은 접합부에서 암거간의 벌어짐, 하부지반에 작용하는 토압 증가량, 암거 상부의 침하량 계측을 통해 분석되었으며, 분석결과로부터 PC 기초판과 일체화된 암거가 일반적인 시공방법인 PS 강선의 인장으로 체결된 암거에 비하여 침하 및 접합부에서 벌어짐이 적게 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.33-36
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• 2008

현재 우리나라에서 제작되고 있는 교량의 대부분은 RC 교각으로 이루어져 있다. 이러한 RC 교각은 현장 타설을 사용하고 있으며, 이에 따라서 작업환경과 계절에 따른 시공성의 결여와 품질의 저하, 길어진 공사기간에 따른 공사비에 대한 부담이 발생한다. 전체 교량에 대한 교각의 중요성을 인식하여 최근 들어 효율적이고 경제적인 건설방법을 개발하는 것에 맞춰지고 있다. 지난 몇 년간 우리나라를 비롯하여 몇몇 국가에서는 교량을 위해 조립식 프리캐스트 세그먼트 콘크리트 교량의 요소와 시스템의 조사, 개발 그리고 응용에 대한 관심이 증가되었다. 종래의 현장 타설 콘크리트 교량은 오랜 기간의 교통 혼잡을 발생시켜, 대도시 지역의 교량 건설은 바쁜 도시민들의 분열을 초래할 수가 있는데, 조립식 프리캐스트 세그먼트 콘크리트 교량은 그 문제에 대한 실용적인 해결방안이 될 수 있다. 우리나라의 경우 최근 들어 교각의 내진설계에 대한 내진상세 규정을 마련하기 위해서 노력해 왔다. 하지만 대부분의 내진설계와 관련된 내용은 RC 교각에 대한 내용이었으며, 조립식 프리캐스트 세그먼트 교각에 대한 내진상세 및 설계 지침에 대한 내용은 전무후무한 실정이다. 본 연구에서는 RC교각 1기, 프리스트레스트 교각 1기, 전단연결재가 없는 조립식 프리캐스트 세그먼트 교각 1기, 그리고 전단연결재가 있으며 PS강재의 긴장력의 변화를 둔 조립식 세그먼트 교각 3기에 대한 실험을 통해서 각각의 교각의 구조 특성을 파악하고자 한다.

• Earthquakes and Structures
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• 제26권1호
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• pp.49-58
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• 2024

The purpose of this study was to develop a system capable of restoring the seismic performance of a precast concrete (PC) connection damaged by an earthquake. The developed PC connection consists of a top-and-seat angle, post-tensioning (PT) tendons, and U-shaped steel. The PC beam can be replaced by cutting the PT tendons in the event of damage. In addition, the seismic performance of the developed PC beam-column connection was evaluated experimentally. A PC beam-column connection specimen was fabricated, and a quasistatic cyclic loading test was conducted to a maximum drift ratio of 2.3%. Subsequently, the PC beam was replaced by a new PC beam, and the repaired PC connection was loaded to a maximum drift ratio of 5.1%. The structural performance of the repaired PC connection was then compared with that of the original PC connection. The difference in the load at the drift ratio of 2.3% between the original and the repaired PC specimens was only 0.2%. The residual drift ratio in the repaired PC specimen did not exceed 1.0% at the 2.0 % drift ratio cycles, which satisfies the life safety performance level specified in ACI 374.2R-13. When the developed PC connection system is used, structural performance can be restored by rapidly replacing the damaged elements.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권6호
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• pp.627-641
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• 2024

This paper presents an experimental and numerical study to investigate the behavior of the precast segmental concrete beams (PSCBs) utilizing high-strength concrete (HSC) connected in the zone of the maximum bending moment using steel extended endplate connections (EECs). The experimental study consisted of five beams as follows: The first beam was the control beam for comparison, which was an unconnected one-piece beam made of HSC. The other four other beams consisted of two identical pieces of precast concrete. An important point to be noted is that at the end of each piece, a steel plate was used with a thickness of 10 mm. Moreover, this steel plate was welded to the lower and upper reinforcing bars of the beam. Furthermore, the steel plate was made to connect the two pieces using the technique of EECs. Several variables were taken in these four beams, whether from the shape of the connection or enhancing the behavior of the connection using the post-tensioning technique. EECs without stiffeners were used for some of the tested beams. The behavior of these connections was improved using stiffeners and shear bolts. To get accurate results, a comparison was made between the behaviors of the five beams. Another important point to be noted is that Abaqus and SAP2000 programs were used to investigate the behavior of PSCBs and to ensure the accuracy of the modeling process which showed a good agreement with the experimental results. Additionally, the simplified modeling using SAP2000 was able to model the nonlinear behavior of PSCBs connected using steel EECs. It was found that the steel pre-tensioned bolted EECs, reinforced with steel stiffeners and shear anchors, could be used to connect the precast HSC segmental beams via the internal pre-stressing technique.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.105-116
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• 2009

철근콘크리트구조는 경제성이 뛰어나 가장 널리 사용되는 부재이지만, 인장응력에 취약하고 콘크리트의 자중이 커서 처짐 제어가 어려운 단점이 있다. 이에 비해 프리스트레스트 콘크리트구조는 콘크리트구조의 단점을 극복할 수 있는 효율적인 방법으로 긴장재의 배치 형태와 긴장재량에 따라서 부재의 처짐을 제어할 수 있다. 프리스트레스 보강된 부재에서 긴장재 변곡점의 위치는 부재의 처짐 제어 및 모멘트 감소 효율을 크게 할 수 있는 형태로 설치되어야 한다. 따라서 이 연구에서는 연속부재에 설치되는 긴장재의 경계조건을 만족시키는 긴장재의 곡선식을 다항식으로 유도하고, 자연적인 곡선 형상을 유지할 수 있는 임의의 변곡점 위치에 따른 긴장재의 곡선식을 통하여 긴장력의 수직 분력을 계산하였다. 또한, 유도된 고차항을 가진 수직분력식을 등가의 등분포 하중으로 변환하여 처짐 산정시 적용성을 높였으며, 연속 슬래브에서 긴장재가 배치되어있을 경우 기둥열에서부터 긴장재까지 떨어진 거리에 따라 처짐 및 모멘트에 대한 긴장재의 영향을 반영하였다. 제안된 방법으로 긴장재가 없는 슬래브와 긴장재로 보강된 경우에 대한 처짐을 계산하여 적용성을 검토하였으며, 긴장재에 의한 처짐 제어 효과를 정량적으로 산출하였다.