• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권6호
• /
• pp.162-171
• /
• 2023

본 연구에서는 기존 구조물의 면내 보강을 위해 콘크리트 구조물과 보강재를 쉽게 연결할 수 있는 내진 어댑터의 세부 설계 방안을 제안하였다. 제안된 내진 어댑터는 실제 크기의 절반으로 축소된 2층짜리 기둥-보 구조물에서 동적 시뮬레이션을 통해 성능을 테스트하였다. 실험 결과, 내진 어댑터를 사용하여 보강된 시험체는 보강되지 않은 시험체에 비해 에너지 소산 능력이 3.5배 향상되었음을 보여주어, 일반적인 사용 범위 내에서 내진 어댑터가 손상되지 않았음이 확인되어 그 효과를 입증하였다. 이어서 변형 한계(변형 각도 3.3%)까지 하중을 가했을 때, 1층 하부에서 어댑터와 보강재를 연결하는 M10 볼트 중 하나가 파손된 것을 관찰하였다. 이러한 발견을 고려할 때, 실제 상황에서 내진 보강을 적용할 때는 내진 어댑터를 연결하는 볼트와 앵커의 설계에 중점을 둬야 할 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.655-661
• /
• 2007

강재의 접합형식으로 쐐기의 원리를 이용한 새로운 접합장치인 쐐기형 접합장치(wedge connectors)가 개발되었다. 본 연구에서는 새로운 접합장치를 적용한 철골 보-기둥 접합부의 내진성능에 대한 실험연구를 수행하였다. 새로운 접합장치를 적용한 2개의 보-기둥 접합부 시험체에 대해 반복하중 실험을 수행하였다. 2개의 시험체는 켄티레버형이며 동일한 상세를 갖도록 제작되었다. 반복하중 실험의 결과 2개의 시험체 모두 특수모멘트골조에 대해 요구되는 총회전각인 0.04 라디안보다 큰 0.06라디안의 총회전각을 발휘할 수 있었으며 기존의 보-기둥 접합형식에 비해 에너지 소산능력이 크게 우수한 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권6호
• /
• pp.817-827
• /
• 2008

본 연구에서는 기존 SM490강재와 국내에서 최근 개발된 내진용강재(SHN490, SN490)로 이루어진 특수모멘트골조의 기둥이음부를 부분용입용접으로 설계하여 내진성능평가를 위한 실물대 실험을 실시하였다. 부분용입용접에 의한 기둥이음부는 용접비용 및 공기의 절감에서 매력적 인 방안이다. 그러나 과거에 외국에서 수행된 몇몇 실험결과에 의하면 부분용입용접에 의한 후판기둥의 이음부는 인장응력에 대해 취성파단하는 거동을 보였다. 이런 이유로 인해 최근의 내진설계기준에서는 특수모멘트골조의 부분용입용접 기둥이음부의 강도는 예상 기둥소성모멘트 이상의 강도를 요구한다. 이를 반영하여 시험체의 부분용입용접 이음부의 설계강도는 AISC-LRFD의 기준식을 적용하여 기둥의 예상 소성모멘트 이상이 되도록 설계 및 제작하고 3등분점 하중으로 단조가력하였다. 압연형강 시험체 2개 및 조립형강 시험체 2개(총 4개 시험체)의 이음부 모두에서 기둥의 실제 소성모멘트 이상의 강도를 발휘하였다. 즉 AISC-LRFD의 부분용입용접 설계강도식의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 다만 SM490 압연형강 시험체는 기둥의 소성모멘트를 발휘한 후 이음부에서 급격한 취성파단이 발생하였다. 이는 용접결함과 플랜지의 강도미달에 따른 복합적 원인에 의한 것으로 추정된다. 특히 SM490 강재의 경우는 항복강도와 인장강도가 규정치에 미달하는 등 성능편차가 큰 것으로 나타났다. 제한적 실험결과이긴 하지만 소재물성 및 이음부 거동의 측면 모두에서 내진용 신강재가 기존강재에 비해 전체적으로 우수함을 보여준 결과라 할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.21-30
• /
• 2013

최근 발생한 대규모 지진으로 구조물의 내진보강에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있다. 특히 내진설계가 반영되지 않은 기둥의 경우 지진에 의한 횡하중을 저항하지 못하고, 취성적인 파괴가 유발되어 구조물 전체적 붕괴를 유발할 수 있다. 따라서 빠른 시간내에 보강이 가능하면서 기둥에 손상을 주지 않는 기존의 보강법과 구별되는 응급 보강법이 필요하다. 과거에는 기둥 보강법으로 단면 증설법과 강판보강법 등이 개발되어 현장에 적용되었지만, 최근에는 FRP (Fiber Reinforced Polymer)의 장점을 활용한 탄소섬유시트공법이 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 긴급시공이 가능한 체결식 FRP 내진보강재를 사용한 구조물의 내진성능보강효과를 검토하고자 하였다. 검토를 위하여 실제 구조물의 축소모델의 철근콘크리트 시험체를 제작하고 횡방향 변위하중을 가력하였다. FRP 내진보강재를 이용한 내진보강시공 후 실내시험을 통하여 내진성능을 평가하였다. 그 결과 개발된 보강재의 철근콘크리트 구조물에 보강 시, 내진성능이 향상됨을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.687-696
• /
• 2004

철근콘크리트 교각의 시공시 소성힌지구간에서 주철근 겹침이음은 내진성능면에서 바람직하지 않으나 불가피하게 시공되는 경우가 있었다. 특히, 1992년 도로교표준시방서의 내진설계 기준이 마련되기 이전에 설계 시공된 대부분의 철근콘크리트 교각은 소성힌지구간에 주철근을 겹침이음 하였으며, 이들은 휨에 대한 소성영역에서의 거동에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 직경 1.2m, 형상비 4.0의 휨파괴가 예상되는 비내진 및 한정연성시험체를 8기 제작하여 준정적(Quasi-Static)실험을 통한 철근콘크리트(RC) 교각의 소성힌지구간내의 주철근 겹침이음과 횡방향구속력이 내진성능에 미치는 영향을 평가하였다. 실험체의 변수로서는 $0\%,\;50\%,\;100\%$의 주철근 겹침이음, 2종류의 횡구속철근비 및 띠철근 형상을 선택하였다. 연구결과 주철근 겹침이음 정도에 따라 철근콘크리트 교각의 내진성능은 급격히 저하되었으며, 겹침이음이 없는 한정연성설계된 시험체의 경우 높은 내진성능을 발휘하였다. 연구결과에 따라 중저진지역에서 겹침이음된 주철근 교각의 내진성능을 위한 적절한 횡방향철근량을 제안하였다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제5권3호
• /
• pp.29-36
• /
• 2001

국내 일반 국도상의 교량을 분석한 결과 형상비가 2.5 내외로서 휨-전단 파괴 거동이 예측되는 교각이 다수 존재하는 것으로 나타났으나 기존의 교각 내진 특성 연구는 주로 휨 파괴 거동을 보이는 교각에 대해 수행되어 왔다. 본 연구에서는 휨-전단 복합모드가 작용하여 파괴에 이를 가능성이 많은 형상비 2.5 내외인 기존 교각을 대상모델로 선정하고 실물크기 모형 및 축소모형 시험체를 제작하여 준정적 실험(quasi static test)을 수행하였다. 실험결과로부터 상사효과(scale effect)가 교각 내진 성능평가에 미치는 영향을 분석하였고, 또한 비내진 상세인 실험대상 교량에 대해 역량스펙트럼법을 이용하여 내진성능을 평가하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제22권3호
• /
• pp.271-280
• /
• 2010

본 연구에서는 국내 건축 구조용 강재인 SN490 강재를 사용하여 실물 크기의 H형강 보와 기둥으로 구성된 모멘트저항골조의 외부 T자형 용접모멘트접합부를 대상으로 실험을 계획하였다. 실험변수를 용접접근공형상, 접합부 이음 방식, RBS(Reduced Beam section)로 하여 9개의 시험체를 제작하였고, 반복재하 실물대 실험을 수행하였다. 실험에 따른 각 시험체의 파괴형태 및 모멘트-층간변위 관계, 변형률 분포를 나타내었으며, 재료인장 실험을 통하여 실험에 사용된 시험체의 전소성모멘트를 구한 다음 특수모멘트 접합부에 해당하는 시험체를 분류하였다. 각 시험체의 모멘트-층간변위 곡선을 골격곡선과 바우싱거곡선으로 분리하여 내력상승률, 소성배율, 에너지 소산량 등을 나타내었으며 이를 가지고 각 시험체의 소성변형능력을 평가하였다. 실험결과 용접접근공이 제거된 시험체가 기존 용접접근공형상을 가지는 시험체에 비하여 우수한 내진성능을 나타내었고, 보 웨브를 용접과 볼트를 병행하고 전단탭을 전체에 걸쳐 보강 용접한 시험체가 가장 우수한 내진성능을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.111-124
• /
• 2004

축방향철근의 연결상세에 따라 7개 그룹 총 21개의 원형나선철근 기둥 시험체를 제작하여 준정적 실험을 수행하였다. 축방향철근 연결상세(단일철근, 겹침이음 및 기계적연결), 심부구속철근비, 축력비 등을 주요 실험변수로 채택하였으며 실험결과 축방향철근 연결상세에 따라 다른 파괴거동을 나타내었고, 내진성능에서도 차이를 나타내었다. 축방향철근이 겹침이음된 시험체의 실험결과, 모든 축방향철근이 겹침이음된 시험체는 내진성능이 상당히 저하되는 것으로 나타났으나, 축방향철근의 $50\%$가 겹침이음된 시험체의 경우 제한적이지만 한정적인 연성능력을 나타내었다. 또한, 축방향철근을 커플러를 사용하여 기계적으로 연결한 시험체는 축방향철근이 단일철근으로 구성된 시험체와 유사한 파괴거동 및 강도저감거동을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.27-34
• /
• 2005

본 연구의 목적은 고강도 콘크리트와 고강도 철근을 사용한 중실교각의 거동을 평가하기 위한 것이다. 고강도 콘크리트와 고강도 철근을 사용한 콘크리트 교각의 장점으로는 교각의 단면적 및 철근의 물량을 감소시킴으로서 얻을 수 있는 경제적 효과와 콘크리트의 강도 증가로 인한 중성화 및 염해에 대한 저항성의 증가 즉, 내구성 증진효과가 있다. 특히 고강도 철근을 사용한 콘크리트 교각의 내진성능에 관한 연구는 아직 거의 없는 실정이다. 따라서, 교각의 내진성능을 평가하기 위해서 5개의 중실단면 시험체를 제작하여, 일정 축하중 하에서 횡방향 반복하중을 가하는 실험을 수행하였다. 모든 교각의 내진설계는 도로교설계기준을 따랐고, 시험변수는 콘크리트의 강도, 철근의 강도, 주철근 비로 하였다. 고강도 재료의 사용에 따른 내진성능(변위연성도, 극한변위, 고강도 재료의 적용성, 고강도 철근 적용에 따라 감소된 철근비에 따른 내진성능 등)을 분석하였으며, 실험결과 고강도 콘크리트와 고강도 철근을 사용한 콘크리트 교각에서도 충분한 연성적인 거동과 내진성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.335-343
• /
• 2008

본 연구는 프리캐스트 콘크리트 모멘트 골조 시스템의 시공 성능 향상과 접합부 내진성능 향상을 위하여 새로운 개념의 PC 기둥 부재와 시공 공정을 개발하였다. 이 PC 기둥은 원심력으로 제조되어 내부에 공간이 비워있는 중공관 PC 부재로서, 이 기둥을 활용할 경우, 중공관을 통하여 현장타설 콘크리트와 동일한 일체성을 확보할 수 있다. 본 연구는 제안된 PC 기둥 접합부의 내진성능을 평가하기 위하여 반복가력 시험을 수행하였다. 실험체는 기둥 주철근의 연속성을 확보하기 위하여 기계적 이음과 겹침이음을 활용한 2가지 이음 방법을 적용하였으며, PC 기둥의 띠철근 배근 형태를 고려하여 실물 크기의 4개 실험체를 계획 실험하였다. 반복 횡력 시험 결과, 제안된 HPCC 기둥을 활용할 경우, 현장타설 RC 시스템의 접합부 내진성능을 충분히 확보할 수 있는 것으로 나타났다.