프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, PC) 구조는 공기단축, 우수한 품질관리 등의 장점을 갖고 있음에도 불구하고 조립식 공법의 특성상 접합부의 일체성 및 내진성능에 대한 우려 때문에 국내에서는 매우 제한적으로 적용되고 있다. 포스트텐션을 이용한 PC 보-기둥 접합부는 긴장재에 의해 보가 기둥에 압착되기 때문에 접합부 일체성을 확보하는 데에 유리하며, 우수한 내진성능을 확보할 수 있다. 이 연구에서는 포스트텐션 PC 보-기둥 접합부의 거동을 모사할 수 있는 1자유도 시스템 매개변수해석을 선행하여 접합부의 요구성능을 분석하였다. 또한, 강연선의 부착유무, 그라우트강도, 강연선의 ...
프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, PC) 구조는 공기단축, 우수한 품질관리 등의 장점을 갖고 있음에도 불구하고 조립식 공법의 특성상 접합부의 일체성 및 내진성능에 대한 우려 때문에 국내에서는 매우 제한적으로 적용되고 있다. 포스트텐션을 이용한 PC 보-기둥 접합부는 긴장재에 의해 보가 기둥에 압착되기 때문에 접합부 일체성을 확보하는 데에 유리하며, 우수한 내진성능을 확보할 수 있다. 이 연구에서는 포스트텐션 PC 보-기둥 접합부의 거동을 모사할 수 있는 1자유도 시스템 매개변수해석을 선행하여 접합부의 요구성능을 분석하였다. 또한, 강연선의 부착유무, 그라우트강도, 강연선의 인장강도를 변수로 한 보-기둥 접합부 실험체를 제작하여 반복가력실험을 수행하였으며, 이를 바탕으로 내진성능을 평가하였다. 포스트텐션 PC 보-기둥 접합부는 일체타설한 철근콘크리트 부재에 준하는 내진성능을 보유한 것으로 판단되며, 고강도 및 비부착 강연선을 적용하는 경우에는 도입 프리스트레스를 일반강도 강연선에서 도입하는 프리스트레스와 유사한 수준으로 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 또한, 다양한 지진파에 대하여 비선형동적해석을 수행하였으며, 이 연구에서 고려된 모든 경우에서 비선형동적해석을 통하여 산정된 부재의 최대변형이 최대하중 이전에 나타났고, KBC에서 제시하는 허용층간변위비보다 작은 층간변위비를 나타내는 것을 확인하였다. 유한요소모델링 기법을 이용하여 보-기둥 접합부의 매개변수해석을 수행하였으며, 도입 프리스트레스 크기, 콘크리트압축강도, 강연선 보강량 및 기둥에 보강된 프리스트레스 크기를 변수로 설정하였다. 부착식 텐던이 적용된 경우에서 보의 휨강도 및 접합부의 전단강도는 현행기준식에 의해 산정될 수 있으며, 프리스트레스의 크기를 가급적 낮게 도입함으로써 부재의 최대강도 시 변위를 증가시킬 수 있고 보에 보강된 횡보강근을 조밀하게 배치함으로써 최대하중 이후의 거동(post-peak)을 향상 시킬 수 있는 것으로 나타났다. 비부착식 텐던이 적용된 실험체의 강도 역시 현행기준식을 이용하여 산정할 수 있으며, 콘크리트에 도입하는 프리스트레스 크기를 낮추고 콘크리트 강도를 높임으로써 요구 최대변위를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.
프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete, PC) 구조는 공기단축, 우수한 품질관리 등의 장점을 갖고 있음에도 불구하고 조립식 공법의 특성상 접합부의 일체성 및 내진성능에 대한 우려 때문에 국내에서는 매우 제한적으로 적용되고 있다. 포스트텐션을 이용한 PC 보-기둥 접합부는 긴장재에 의해 보가 기둥에 압착되기 때문에 접합부 일체성을 확보하는 데에 유리하며, 우수한 내진성능을 확보할 수 있다. 이 연구에서는 포스트텐션 PC 보-기둥 접합부의 거동을 모사할 수 있는 1자유도 시스템 매개변수해석을 선행하여 접합부의 요구성능을 분석하였다. 또한, 강연선의 부착유무, 그라우트강도, 강연선의 인장강도를 변수로 한 보-기둥 접합부 실험체를 제작하여 반복가력실험을 수행하였으며, 이를 바탕으로 내진성능을 평가하였다. 포스트텐션 PC 보-기둥 접합부는 일체타설한 철근콘크리트 부재에 준하는 내진성능을 보유한 것으로 판단되며, 고강도 및 비부착 강연선을 적용하는 경우에는 도입 프리스트레스를 일반강도 강연선에서 도입하는 프리스트레스와 유사한 수준으로 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 또한, 다양한 지진파에 대하여 비선형동적해석을 수행하였으며, 이 연구에서 고려된 모든 경우에서 비선형동적해석을 통하여 산정된 부재의 최대변형이 최대하중 이전에 나타났고, KBC에서 제시하는 허용층간변위비보다 작은 층간변위비를 나타내는 것을 확인하였다. 유한요소모델링 기법을 이용하여 보-기둥 접합부의 매개변수해석을 수행하였으며, 도입 프리스트레스 크기, 콘크리트압축강도, 강연선 보강량 및 기둥에 보강된 프리스트레스 크기를 변수로 설정하였다. 부착식 텐던이 적용된 경우에서 보의 휨강도 및 접합부의 전단강도는 현행기준식에 의해 산정될 수 있으며, 프리스트레스의 크기를 가급적 낮게 도입함으로써 부재의 최대강도 시 변위를 증가시킬 수 있고 보에 보강된 횡보강근을 조밀하게 배치함으로써 최대하중 이후의 거동(post-peak)을 향상 시킬 수 있는 것으로 나타났다. 비부착식 텐던이 적용된 실험체의 강도 역시 현행기준식을 이용하여 산정할 수 있으며, 콘크리트에 도입하는 프리스트레스 크기를 낮추고 콘크리트 강도를 높임으로써 요구 최대변위를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.
Precast Concrete (PC) structure has many advantages such as fast construction period and excellent quality control. In Korea, however, its application is very limited due to the concerns about integrity and seismic performance of joints. When the post-tensioning method is applied to the precast beam...
Precast Concrete (PC) structure has many advantages such as fast construction period and excellent quality control. In Korea, however, its application is very limited due to the concerns about integrity and seismic performance of joints. When the post-tensioning method is applied to the precast beam-column system, its connection is tightened and can have an improved seismic performance as well as excellent integrity. In this study, a parametric study with single degree of freedom system, which represents the behavior of PC beam-column connection tightened by post-tensioning method, was performed to obtain the demand capacity of the connection. In addition, reversed cyclic tests have been conducted on the beam-column connection specimens fabricated in this experimental program with major variables such as the bonding status of strands, the strength of grout mortar, and tensile strength of strands, based on which their seismic performances have been examined in detail. The PC beam-column connections were considered to have seismic performances comparable to that of a monolithic reinforced concrete member. Based on the test results, when 2400 Grade strands or unbonded strands are applied, it is preferable to introduce the jacking prestress to a level similar to that introduced in the specimen with 1860 Grade strands. The nonlinear dynamic analyses have been also performed against various seismic waves, from which the maximum deformations were observed before reaching the maximum loads in all the cases, and the maximum story drift ratios were less than the allowable story drift ratio specified in KBC 2016. Another parametric study on the beam - column connections has been performed by finite element method, where the primary variables were the magnitude of prestress introduced in beams and columns, concrete compressive strength, and reinforcement ratio. In the cases that bonded tendons were applied, the flexural strength of the beam and the shear strength of the joint can be estimated by the provisions specified in the current design codes, and the member displacement at the peak load can be increased by lowering the magnitude of prestress and the post-peak behavior can be enhanced by densely placing confinement reinforcements. The strength of the members with unbonded tendons can be also estimated by the provisions specified in the current design codes, and the maximum displacement demand can be achieved by lowering the prestress introduced to the beams and applying higher compressive strength of concrete.
Precast Concrete (PC) structure has many advantages such as fast construction period and excellent quality control. In Korea, however, its application is very limited due to the concerns about integrity and seismic performance of joints. When the post-tensioning method is applied to the precast beam-column system, its connection is tightened and can have an improved seismic performance as well as excellent integrity. In this study, a parametric study with single degree of freedom system, which represents the behavior of PC beam-column connection tightened by post-tensioning method, was performed to obtain the demand capacity of the connection. In addition, reversed cyclic tests have been conducted on the beam-column connection specimens fabricated in this experimental program with major variables such as the bonding status of strands, the strength of grout mortar, and tensile strength of strands, based on which their seismic performances have been examined in detail. The PC beam-column connections were considered to have seismic performances comparable to that of a monolithic reinforced concrete member. Based on the test results, when 2400 Grade strands or unbonded strands are applied, it is preferable to introduce the jacking prestress to a level similar to that introduced in the specimen with 1860 Grade strands. The nonlinear dynamic analyses have been also performed against various seismic waves, from which the maximum deformations were observed before reaching the maximum loads in all the cases, and the maximum story drift ratios were less than the allowable story drift ratio specified in KBC 2016. Another parametric study on the beam - column connections has been performed by finite element method, where the primary variables were the magnitude of prestress introduced in beams and columns, concrete compressive strength, and reinforcement ratio. In the cases that bonded tendons were applied, the flexural strength of the beam and the shear strength of the joint can be estimated by the provisions specified in the current design codes, and the member displacement at the peak load can be increased by lowering the magnitude of prestress and the post-peak behavior can be enhanced by densely placing confinement reinforcements. The strength of the members with unbonded tendons can be also estimated by the provisions specified in the current design codes, and the maximum displacement demand can be achieved by lowering the prestress introduced to the beams and applying higher compressive strength of concrete.
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