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콘크리트 구조물의 균열발생은 구조물 안전성이나 내구성, 사용성 모두에게 나쁜 영향을 미친다. 콘크리트 균열요인으로는 여러 가지가 있지만 콘크리트의 근원적 물성에서 비롯된 신축팽창에 따른 체적변화는 균열의 주요 원인으로 작용한다. 콘크리트의 경화에 의한 건조수축으로 인해 부피가 줄어드는 과정에서, 기초나 기둥 혹은 벽체 등과 같은 연결부재의 구속에 의해 콘크리트의 수축이 제한되면 인장응력이 유발되고, 이 인장응력이 부재의 인장강도를 초과하면 균열이 발생하게 된다. 콘크리트의 건조수축과 ...

콘크리트 구조물의 균열발생은 구조물 안전성이나 내구성, 사용성 모두에게 나쁜 영향을 미친다. 콘크리트 균열요인으로는 여러 가지가 있지만 콘크리트의 근원적 물성에서 비롯된 신축팽창에 따른 체적변화는 균열의 주요 원인으로 작용한다. 콘크리트의 경화에 의한 건조수축으로 인해 부피가 줄어드는 과정에서, 기초나 기둥 혹은 벽체 등과 같은 연결부재의 구속에 의해 콘크리트의 수축이 제한되면 인장응력이 유발되고, 이 인장응력이 부재의 인장강도를 초과하면 균열이 발생하게 된다. 콘크리트의 건조수축과 크리프에 의한 변형 및 구조적 변형에 따른 부재의 치수변화에 대응하여 적절한 조치를 취하지 않으면 이로 인해 부재 내에 추가 응력이 발생되며, 결국 균열을 초래하게 된다. 이런 요인에 의한 균열을 방지하기 위해 줄눈을 설치한다. 기존의 줄눈 설치 방법은 그 위치와 개수 및 크기와 설치시기가 명확하지 않은 임의적 선택으로 시공되는 경우가 적지 않았다. 본 연구는 이런 상황을 개선하여 보다 구체적인 역학적 검토를 통하여 적절한 줄눈 설치기법을 모색하고자 하였다. 대형건축물 슬래브의 건조수축 균열을 제어하기 위한 목적으로 흔히 사용되는 수축대를 중심으로 계획 및 시공상의 문제점과 개선방안을 살펴보았다. 먼저 미국, 영국, 유럽, 한국의 콘크리트 줄눈에 관한 규준을 비교 검토한 결과, 줄눈의 간격과 위치에 관한 각국의 규준이 크게 상이하고 근거가 분명하지 않으며, 건축물의 설계에 적용하기에 적합하지 않았다. 특히 한국의 경우는 줄눈의 간격과 위치에 관한 지침이 없다. 줄눈의 간격과 설치방법에 관한 명확한 기준이 없는 채로 설계와 시공을 경험에 의존하고 있어 안전성 확보에 취약점으로 남아있다. 수축줄눈은 지면에 접한 바닥슬래브에 주로 적용되고, 시공줄눈은 콘크리트 타설의 시차적 공정상 발생되는 줄눈으로 시공관리에 관련된 줄눈이다. 콘크리트의 신축 팽창에 따른 구조체 변형을 방지하기 위한 목적으로는 분리줄눈과 지연줄눈이 주로 사용된다. 기존 고층건물들에서 상부층에는 분리줄눈이 적용되고 하부층에는 지연줄눈이 주로 적용되나, 그 개수가 너무 적고 간격이 커서 신축 팽창에 충분히 대응되지 않고 있어, 균열 발생 사례가 많이 관측되고 있다. 지연줄눈의 설치로 인해 방수하자와 공기지연이 불가피하고, 수축대의 철근 겹침이음시 배근 밀집화에 의한 강성약화의 우려가 있다. 이를 해결하기 위한 줄눈공법의 개발이 필요하다. 수축대 구간의 보 철근 겹침이음에 대한 개선공법으로 커플러 사용방법이 소개되었는데, 이 방법은 시공과정에서 고도의 정확도가 요구되고 철근의 길이조절에 대한 어려움이 예상된다. 이에 비해 철근용접방법은 내력확보가 확실하고 시공이 용이하여 효과적인 공법으로 평가되고 있으나 용접부의 품질기준에 관한 추가 연구가 필요하다. 선행 수축응력해석연구에서 모든 층에 수축대를 설치하는 것보다 콘크리트의 건조수축응력이 인장강도를 초과하는 해당 저층부 층에만 수축대를 두는 것이 효과적인 방법으로 규명되었다. 수축대의 변형도 계측실험에서는 건조수축과 온도변화에 의한 수축대의 보 철근 변형이 항복변형도의 30% 수준으로 계측되어, 수축대 구간에서 보 철근을 절단하지 않아도 되는 가능성이 확인되었다.

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