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래티스 철근을 이용한 무량판-기둥 접합부의 전단보강
Shear Reinforcement for Flat Plate-Column Connections Using Lattice Bars 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.17 no.2, 2005년, pp.191 - 200  

안경수 (서울대학교 건축학과) ,  박홍근 (서울대학교 건축학과)

초록
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무량판 구조의 슬래브-기둥 접합부는 취성적인 전단유형으로 파괴되며, 이는 전 구조물의 붕괴를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 새로운 전단보강방법으로서 래티스 철근을 이용한 전단보강방법을 개발하였다. 실험연구를 실시하여 래티스 전단보강 실험체와 무보강 실험체의 접합부 전단강도 및 연성도를 비교하였다. 실험결과 래티스 철근으로 전단보강한 실험체는 전단보강하지 않은 실험체에 비해 평균적으로 강도면에서 1.37배, 연성도면에서 9.16배 증가하였다. 이는 래티스 철근이 무량판 구조의 전단보강재로서 전단강도와 연성도 측면에서 매우 효과적인 보강방법임을 입증하고 있으며, 현재 미국에서 접합부 전단보강재로 널리 사용되고 있는 스터드레일 전단보강보다 연성능력이 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 또한 실험결과에 근거하여 래티스전단보강의 강도평가방법을 개발하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Flat plate-column connections are susceptible to brittle punching shear failure, which may result in collapse of the overall structure. In the present study, a new shear reinforcement for the plate-column connection, the lattice shear reinforcement was developed. Experimental study for the lattice s...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 기존의 보강 방법보다 연성능력이 우수하고 시공성이 좋은 새로운 접합부 보강 방법을 개발하고자 한다. 현재 슬래브 시공의 용이성을 위하여 트러스형 시스템 데크 플레이트(Fig.
  • 본 연구에서는 무량판 구조의 접합부 뚫림전단 보강재로서 래티스 철근을 이용한 전단보강방법을 개발하였다. 실험연구를 통하여 전단보강이 없는 실험체와 비교하였으며, 실험결과 래티스 보강시험체는 무보강시험체에 비하여 평균적으로 강도는 1.
  • 본 연구에서는 실험결과에 근거하여 실무에서 사용할 수 있도록 단순화된 강도산정 방법을 개발하였다. 래티스철근으로 전단보강한 실험체의 강도는 콘크리트의 기여도와 전단철근의 기여도의 합으로 정의한다.
  • 4) 시공적인 측면에서는 상하 주철근과 전단보강을 별도로 설치할 필요가 없으므로 편리하고, 래티스 철근이 상하 주철근의 위치를 고정하므로 구조적으로 안전성을 확보할 수 있으며, 전단 위치고정 보조 철물(bar-chair)을 별도로 사용할 필요가 없다. 연구에서는 이러한 다양한 장점을 갖는 래티스 철근을 이용한 뚫림 전단보강 방법을 개발하였다. 실험연구를 통하여 래티스 철근으로 보강된 실험체의 강도, 연성도를 평가하고, 실험결과을 분석하여 전단파괴 메커니즘을 분석하였으며, 이에 근거하여 래티스 보강설계방법을 제안하였다.
  • 본 연구에서는 이러한 실험결과에 근거하여 래티스 전단보강의 강도 평가방법을 개발하였다. 무량판구 조의 가장 큰 취약점이 접합부의 취성파괴임을 감안하면, 접합부의 연성능력을 크게 향상시키는 래티스 전단보강이 효율적인 전단 보강 방법 중의 하나이며, 특히 큰 연성능력이 요구되는 내진설계에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

가설 설정

  • 를 산정하기 위하여 전단무보강 시험체의 강도를 K 로 사용하였다. 또한 실험체 SL2의 강도산정시 파괴면을 타 시험체와 달리 q {{= match }}4/1로 가정하였다. 그러나 파괴면의 변화를 예측하는 것은 쉽지 않으므로, 실무설계에서는 안전측으로서 q {{= match }} 를 사용할 수 있다.
  • 8m)을 갖는 슬래브로 구성되었다. 실험의 용이성을 위하여 중력 하중을 받는 슬래브의 1/4 경간(0.75m)에서 변곡점이 발생한다는 가정을 사용하여, 슬래브의 단부는 단순 지지 되었다. 제작된 실험체는 상부근이 아래쪽으로 오도록 철제 지지보 위에 단순 지지 되었으며, 지지보는 네 코너에 위치한 철제 블록(block) 위에 지지되었다.
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참고문헌 (17)

  1. American Concrete Institute, Building Code Requirements for Structural Concrete(ACI 318-02) and Conrnentary(ACI 318R-02), American Concrete Institute, USA, 2002, pp.139-186 

  2. Neil Hammill and Amin Ghali, 'Punching Shear Resistance of Corcer Slab-Column Connections,' ACI Structural Journal, Vol.91, No.6, Nov.-Dec. 1994, pp.697-707 

  3. John D. Mortin and Amin Ghali, 'Connection of Flat plates to Edge Columns,' ACI Structural Journal, Vol.88, No.2, Mar.-Apr. 1991, pp.191-198 

  4. Abdel-Salam Mokhtar, Amin Ghali, and Walter Dilger, 'Stud Shear Reinforcement for Flat Concrete Hates,' ACI Structural Journal, Vol.82, NO.5, Sep-Oct. 1985, pp.676-683 

  5. Alaa G. Sherif and Walter H. Dilger, 'Tests of Full-Scale Continuous Reinforced Concrete Flat Slabs,' ACI Structural Journal, Vol.97, No.5, May-Jun. 2000, pp.455-467 

  6. Adel A Elgabry and Amin Ghali, 'Test on Concrete Slab-Column Connections with Stud-Shear Reinforcement Subjected to Shear-Moment Transfer,' ACI Structural Journal, Vol.84, No.5, Sep-Oct. 1987, pp.433-442 

  7. ACI Committee 421, 'Abstract of : Shear Reinforcement for Slabs,' ACI Structural Journal, Vol.89, No.5, Sep-Oct. 1992, pp.587-589. 

  8. Adel A. Elgabry and Amin Ghali, 'Design of Stud-Shear Reinforcement for Slabs,' ACI Structural Journal, Vol.87, No.3, May-Jun. 1990, pp. 350-361 

  9. W. Gene Corley and Neil M. Hawkins, 'Shearhead Reinforcement for Slabs,' ACI Journal, Oct. 1968, pp.811-824 

  10. Denio R. Oliveira, Guilherme S. Melo, and Paul E. Regan, 'Punching Strengths of Flat Plates with Vertical or Inclined Stirrups,' ACI Structural Journal, Vol.97, No.3, May-Jun. 2000, pp.485-491 

  11. Amin Ghali and Sami Megally, 'Design for Punching Shear Strength with ACI 318-95,' ACI Structural Journal, Vol.96, No.4, Jul.-Aug. 1999, pp.539-548 

  12. Austin D. Pan and Jack P. Moehle, 'An Experimental Study of Slab-Column Connections,' ACI Structural Journal, Vol.89, No.6,. Nov.-Dec. 1992, pp.626-638 

  13. Denis Mitchell, M. ASCE and William D. Cook, 'Preventing Progressive Collapse of Slab Structures,' Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol.110, No.7, Jul. 1984, pp.1513-1532 

  14. Elstner, R. C. and Hognestad, E., An Investigation of Reinforced Concrete Slabs Failing in Shear, Mineographed Report, University of Illinois, Department of Theoretical and Applied Mechanics, 1953, 인용한 쪽 

  15. Luo, Y. H. and Durrani, A. J., 'Equivalent Beam Model for Flat-Slab Building-Part1:Interior Connections,' ACI Structural Journal, Vol.92, No.1, 1995, pp.115-124 

  16. 최경규, 박홍근, '플랫플레이트-기둥 접합부의 뚫림전단 강도', 콘크리트학회논문집, 16권 2호, 2004, pp.163-174 

  17. CEB-FIP, fib Bulletin 12. Punching of structural concrete slabs, Lausanne, Switzerland, 2001, pp.33-34 

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