• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.148-155
• /
• 2010

본 연구는 지하주차장 건물의 바닥구조를 구성하기 위한 방안으로서 프리스트레스를 도입한 일방향 장선구조인 MRS공법을 제안하고, MRS공법의 연속단 접합부에 대한 구조실험을 수행함으로써 휨거동 특성과 접합상세의 적정성을 평가하였다. 연속단 접합부는 4개의 실험체를 제작하였으며, 연속단 접합부에 부모멘트가 작용하도록 실험을 수행하였다. 실물크기로 제작한 MRS 연속단 접합부는 접합부의 구조상세와 상관없이 충분한 휨강성의 발현과 함께 연성적인 휨파괴 거동을 보여주었다. 특히 지붕층에 위치한 MRS 연속단 접합부는 큰 값의 부모멘트를 저항하기 위한 인장철근의 양을 최대철근비 이하로 설계할 수 있으며, 최종파괴 모드는 휨에 의해 지배되는 거동특성을 보여주었다. 따라서 제안된 MRS공법은 우수한 지압성능과 연속단 구축이 용이한 접합부 상세를 갖는 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권3A호
• /
• pp.207-214
• /
• 2011

높은 강도와 우수한 연성을 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 교량 부재의 두께 및 자중을 감소시키는데 적합하여, 교량의 장대화, 장경간화에 유리한 재료로 각광 받고 있다. 그러나 초고성능 콘크리트는 타설 과정이 복잡하고 어렵기 때문에 현장 타설을 통한 적용이 어려운 재료이다. 따라서 이에 대한 대안으로 프리캐스트 공법을 활용하는 방안이 중점적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 연구의 일환으로 초고성능 콘크리트의 재료 특성을 고려하여 하이브리드 사장교 바닥판 접합부의 철근 이음방법에 따른 구조적 성능을 평가하였다. 바닥판의 접합부에 적용할 수 있는 철근 이음을 형상에 따라 RC 부재에 적용하고, 이에 대한 비선형 해석을 통해 구조적 성능을 예측하였다. 또한 600 m급 사장교를 선정하여 단면력 해석을 통해 접합부에서 발생하는 부착 응력의 크기를 파악하고, 이를 접합부 형상에 따른 부착 강도의 크기와 비교하여 구조적 성능을 평가하였다. 해석 결과, 접합부 철근의 형상에 따라 U형 루프 타입이 가장 큰 하중을 견딜 수 있고, 직선형 타입이 가장 큰 부착 강도를 발현하는 것으로 예측되었다. 또한, 세 가지 형상의 접합부 철근 모두 초고성능 콘크리트의 사장교의 완성계에서 요구되는 부착 성능을 만족시켰다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.425-430
• /
• 2010

이 논문에서는 교량의 급속시공을 위하여 분절하여 기 제작된 합성기둥을 현장에서 연결하여 완성하는 조립식 합성교각의 내진거동을 조사하였다. 이를 위해 서로 다른 연결 상세를 갖는 3개의 조립식 합성교각을 대상으로 정적반복가력실험을 수행하였다. 실험결과, 조립식 합성교각에 소성힌지가 발생하여도 현장연결부는 탄성적으로 거동하였고 연결부의 상대변위도 발생하지 않았다. 또한 조립식 합성교각의 전반적인 내진성능도 일반적인 내진상세를 가진 콘크리트교각에 비해서 우수한 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.37-45
• /
• 2015

PURPOSES : The purpose of this study is to validate the design criteria of the concrete modular road system, which is a new semi-bridge-type concept road, through a comparison of numerical analysis results and actual loading test results under static axial loads. METHODS : To design the semi-bridge-type modular road, both the bridge design code and the concrete structural design code were adopted. The standard truck load (KL-510) was applied as the major traffic vehicle for the design loading condition. The dimension of the modular slab was designed in consideration of self-weight, axial load, environmental load, and combined loads, with ultimate limit state coefficients. The ANSYS APDL (2010) program was used for case studies of center and edge loading, and the analysis results were compared with the actual mock-up test results. RESULTS : A full-scale mock-up test was successfully conducted. The maximum longitudinal steel strains were measured as about 35 and 83.5 micro-strain (within elastic range) at center and edge loading locations, respectively, under a 100 kN dual-wheel loading condition by accelerating pavement tester. CONCLUSIONS : Based on the results of the comparison between the numerical analysis and the full-scale test, the maximum converted stress range at the edge location is 32~51% of the required standard flexural strength under the two times over-weight loading condition. In the case of edge loading, the maximum converted stresses from the Westergaard equation, the ANSYS APDL analysis, and the mock-up test are 1.95, 1.7, and 2.3 times of that of the center loading case, respectively. The primary reason for this difference is related to the assumption of the boundary conditions of the vertical connection between the slab module and the crossbeam module. Even though more research is required to fully define the boundary conditions, the proposed design criteria for the concrete modular road finally seems to be reasonable.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권2호
• /
• pp.235-244
• /
• 2011

세그멘탈 교량의 파괴는 부적절한 접합에 의해 파괴를 일으키게 되는데 이는 세그멘탈 접합부를 가로지르는 횡방향 텐던의 부식을 야기하게 된다. 이 연구에서는 현장 타설 접합 및 에폭시 접합 조건에 따른 초고성능 프리캐스트 콘크리트 접합부에서의 전단키 거동을 전단 및 극한거동 측면에서 평가하였다. 또한, PC 세그멘탈 교량 접합부의 전단 거동을 파악하기 위하여 전단키 접합부의 전단 거동과 전단강도 특성을 실험적으로 연구하였다. 이 연구를 통하여 접합부 형상에 따른 하중-변위 관계, 균열 거동, 파괴 모드, 전단 강도 등을 구명하고, 접합부의 역학적 거동에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 분석한다. 또한 이로부터 최적의 접합부 형상을 도출하고, 이에 따른 최적의 접합 방식을 검토함으로서 접합부 설계의 지침과 해석의 근거를 제시하도록 한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권3A호
• /
• pp.287-295
• /
• 2010

본 연구는 휨연결재와 횡방향 프리스트레스력으로 보강된 분절 PSC(Prestressed Concrete) 거더의 정적거동 성능을 검증하는데 목적이 있다. 정적거동 성능을 검증하기 위하여 4개의 분절거더와 1개의 일체거더를 제작하여 실험하였다. 분절거더와 일체거더는 동일 제원 및 재료를 적용하여 4.8 m 길이로 제작하여 실험하였다. 3개의 횡방향으로 보강된 분절거더의 정적거동 성능을 검증하기 위해 일체거더와 횡방향으로 보강되지 않은 분절거더가 기준이 되는 실험체로 실험을 수행하였다. 거더 중앙 경간에서 처짐을 측정하였으며 중앙 경간과 연결부에서 변형률을 측정하였다. 극한하중상태에서 횡방향으로 보강된 분절거더는 일체거더와 비교하여 극한강도가 동등이상의 성능을 나타내며 강성측면에서는 다소 불리하게 거동함을 알 수 있었다. 하지만, 횡방향으로 보강된 분절거더는 보강되지 않은 분절거더에 비하여 강도 및 강성측면에서 모두 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권4호통권71호
• /
• pp.425-432
• /
• 2004

강합성교량 상부 구조의 단면 단순화 경향과 더불어 프리캐스트 교량과 같이 전단연결재를 위한 전단포켓의 등간격 배치를 필요로 하는 전단연결부의 설계를 위해서 대직경 스터드가 제안되었다. 25mm 이상의 직경을 가진 스터드 전단연결재에 대한 push-out 실험 결과를 바탕으로 합성보에서의 거동을 평가하기 위하여 40% 합성정도를 가진 부분합성보를 제작하여 정적실험을 수행하였다. 전단연결재의 직경과 배치를 변수로 설계된 부분합성보의 극한 강도 및 수평전단력의 재분배를 평가하고 전단지간내의 스터드들의 그룹파괴를 확인하였다. 전단연결부의 강도가 부분합성보의 강도를 지배하기 때문에 이로부터 전단연결재의 전단강도를 평가하였는데 push-out 실험결과에 비해서 상당히 높은 수준의 강도 증가를 보여주었다. 하중-상대변위 곡선으로부터 대직경 스터드의 합성보에서의 충분한 연성과 하중재분배 능력을 확인하였다. 대직경 스터드를 적용하여 등간격 배치를 할 경우에 정적 거동에는 문제가 없는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.29-35
• /
• 2015

최근 연구되고 있는 해상 초대형 부유 콘크리트 구조물의 제작은 현장 타설이 어렵다는 단점이 있으므로 프리캐스트 콘크리트로 제작한 모듈을 수상에서 인양 후 프리스트레스력으로 접합 및 제작하는 것을 목표로 한다. 그러나 해상 환경에서 발생하는 다양한 하중 및 예상되는 상부 구조물에 의한 하중을 고려하였을 때, 프리스트레스력으로 접합되는 콘크리트 모듈 간의 접합부의 안정적인 거동 및 성능이 요구된다. 이에 프리스트레스력이 적용되기 전 가접합에 수중용 에폭시를 이용한 접합 방법이 고려되고 있는데, 수중용 에폭시는 고점성의 재료로서 내부에 공극이 발생하기 쉽다. 이를 해결하기 위하여 마이크로 실리카를 혼입하여 공극을 감소시킨 수중용 에폭시를 이용하여 콘크리트 부유체의 접하 거동에 대한 평가가 요구된다. 그러므로 이번 연구에서는 마이크로 실리카를 혼입한 수중용 에폭시를 이용하여 가접합하고 프리스트레싱을 적용한 시험체를 제작하여 성능을 평가하였다. 마이크로 실리카를 혼입한 수중용 에폭시로 접합된 콘크리트 모듈은 프리스트레싱만을 적용한 시험체에 비하여 균열 발생 및 응력 집중 현상이 완화되었으며, 최대 하중 및 변위는 일체형 RC 시험체에 비하여 10% 미만의 감소율을 나타내어 모듈형 콘크리트 부유체의 수상 접합을 위한 안정적인 접합재료로 사용 가능할 것으로 보인다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.351-357
• /
• 2022

본 연구에서는 해양 건설환경을 고려한 초고성능 콘크리트 해상 모듈러 잔교 시스템을 개발하고자 한다. 해상 모듈러 잔교 시스템은 최근에 개발된 압축강도 120 MPa 이상, 직접인장강도 7 MPa 이상을 갖는 초고성능 콘크리트 적용하여 설계, 제작 및 구조성능평가를 통하여 적용 가능성을 분석하였다. 기존에 프리캐스트 콘크리트로 시공된 해상 잔교는 시공단계에서 기초 파일부 항타 시 위치 또는 수직 변형으로 인한 오차를 해결하기 위한 아이디어와 가능성을 검증하고자 하였다. 또한, 구조성능 평가를 위하여 잔교 실험체를 초고성능 콘크리트를 이용하여 제작하였다. 휨 실험을 통하여 하중 분석을 수행한 결과, 예측 휨강도 대비 측정 휨강도는 극한한계상태에서 약 9 % 이상의 내하력을 확보하여 본 실험에서 요구하는 성능을 만족하였다. 향후 본 연구를 통하여 개발된 해상 모듈러 잔교 시스템을 활용한다면 충분한 내구성과 시공성으로 인한 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.433-439
• /
• 2007

본 연구는 하나의 프리캐스트 거더를 분할하여 세그먼트로 각각 공장에서 제작하여 현장으로 운반한 후 포스트텐션 방식으로 체결하여 가설하는 분절공법으로 제작된 철도교 조립식 콘크리트 박스 거더의 정적 성능을 검증하고자 한다. 길이 20m의 실물 조립식 콘크리트 거더를 3등분으로 분절하여 제작한 후, 정적 성능 검증을 위해 같은 제원의 일체 거더와 동일한 조건에서 재하 실험을 수행하였다. 분절 거더 및 일체 거더에 대해 중앙 처짐, 단부 회전각, 균열 양상 등을 비교하였다. 또한 분절 거더의 접합부 거동을 모니터링하기 위해서 수직 상대 변위 및 수평 상대 변위를 최대 재하 하중까지 측정하였다. 분절 거더의 처짐은 육안으로 균열이 감지되는 균열하중 이상부터 일체 거더보다 상대적으로 크게 발생하고 있음을 알 수 있었다. 그러나 분절 거더는 균열하중에 도달하기 전까지 일체 거더와 동일한 거동을 보였다. 또한 분절부의 전단변형 여부를 조사하기 위한 수직 및 수평 상대 변위를 측정한 결과, 최종 재하 하중까지 전단에 의한 변형이 발생하지 않고 있음을 확인하였다. 또한 각 하중단계 별로 비교한 균열 양상은 분절 거더가 일체 거더와 같이 휨에 의한 사인장균열의 형태로 파괴가 진행되고 있음을 보였다.