이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트(PC) U형 쉘을 사용하는 PC 모멘트 골조의 일부인 보-기둥 내부접합부의 내진성능을 평가하기 위하여 실험연구를 수행하였다. 5개의 PC 보-기둥 내부접합부와 1개의 현장타설 콘크리트 보-기둥 내부접합부를 실물 크기로 제작하여 반복가력 실험을 수행하였다. 주요 변수는 보 주철근비, 보 전단철근 간격, U형 PC쉘과 기둥 모서리의 보강철물 설치 유무이다. 실험 결과, 변수에 관계없이 PC 보-기둥 접합부는 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부와 비교하여 유사한 하중재하능력, 연성능력을 나타냈다. 그러나 주기 하중동안 PC 보-기둥 접합부는 보-기둥 이음부에서 보 주철근의 부착파괴로 인한 미끄러짐 변형과 대각방향의 전단균열로 인하여 심한 강도 저하를 나타냈고, 이로 인해 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부보다 접합부의 강성과 에너지소산능력이 감소되었다.
이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트(PC) U형 쉘을 사용하는 PC 모멘트 골조의 일부인 보-기둥 내부접합부의 내진성능을 평가하기 위하여 실험연구를 수행하였다. 5개의 PC 보-기둥 내부접합부와 1개의 현장타설 콘크리트 보-기둥 내부접합부를 실물 크기로 제작하여 반복가력 실험을 수행하였다. 주요 변수는 보 주철근비, 보 전단철근 간격, U형 PC쉘과 기둥 모서리의 보강철물 설치 유무이다. 실험 결과, 변수에 관계없이 PC 보-기둥 접합부는 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부와 비교하여 유사한 하중재하능력, 연성능력을 나타냈다. 그러나 주기 하중동안 PC 보-기둥 접합부는 보-기둥 이음부에서 보 주철근의 부착파괴로 인한 미끄러짐 변형과 대각방향의 전단균열로 인하여 심한 강도 저하를 나타냈고, 이로 인해 현장타설 콘크리트 보-기둥 접합부보다 접합부의 강성과 에너지소산능력이 감소되었다.
An experimental study was performed to investigate the earthquake resistance of the beam-column connections as a part of a precast concrete moment-resisting frame that uses precast concrete U-shaped shells for the beams. Five full-scale precast concrete specimens and one conventional monolithic conc...
An experimental study was performed to investigate the earthquake resistance of the beam-column connections as a part of a precast concrete moment-resisting frame that uses precast concrete U-shaped shells for the beams. Five full-scale precast concrete specimens and one conventional monolithic concrete specimen were tested under cyclic loading. The parameters for this test were the reinforcement ratio, stirrup spacing, and end-strengthening details of the precast beam shell. The test results showed that regardless of the test parameters, the precast concrete beam-column connections showed good load-carrying capacity and deformation capacity, which were comparable to those of conventional monolithic concrete specimen. However, at large deformations, the beam-column connections of the precast concrete specimens were subjected to severe strength degradation due to diagonal shear cracks and the bond-slip of re-bars at the joint region. For this reason, the energy dissipation capacity and stiffness of the precast concrete specimens were significantly less than those of the cast-in-place specimen.
An experimental study was performed to investigate the earthquake resistance of the beam-column connections as a part of a precast concrete moment-resisting frame that uses precast concrete U-shaped shells for the beams. Five full-scale precast concrete specimens and one conventional monolithic concrete specimen were tested under cyclic loading. The parameters for this test were the reinforcement ratio, stirrup spacing, and end-strengthening details of the precast beam shell. The test results showed that regardless of the test parameters, the precast concrete beam-column connections showed good load-carrying capacity and deformation capacity, which were comparable to those of conventional monolithic concrete specimen. However, at large deformations, the beam-column connections of the precast concrete specimens were subjected to severe strength degradation due to diagonal shear cracks and the bond-slip of re-bars at the joint region. For this reason, the energy dissipation capacity and stiffness of the precast concrete specimens were significantly less than those of the cast-in-place specimen.
국내에서 프리캐스트 콘크리트(precast concrete, 이하 PC)구조는 지하주차장, 창고형 건물 등에 적용되어 주로 수직하중을 받는 구조부재로 사용되어 왔으나, 근래에는 지진하중과 같은 횡력에 저항하는 주요 구조시스템으로 그 사용이 확대되고 있다.
PC 보-기둥 접합부 상세를 개발하게된 이유는?
PC구조의 강성, 하중재하능력, 변형능력, 에너지소산능력 등 구조성능을 확보하기 위하여 다양한 PC 보-기둥 접합부 상세가 개발되었다. 이들 PC접합부는 시공법에 따라 완전건식 및 반건식 공법으로 구분할 수 있다.
PC접합부는 시공법에 따라 완전건식 및 반건식 공법으로 구분할 수 있는데, 완전건식공법의 특징은?
이들 PC접합부는 시공법에 따라 완전건식 및 반건식 공법으로 구분할 수 있다. PC 기둥 및 보를 볼트접합, 용접접합, 프리스트레싱 등을 이용하여 접합하는 완전건식접합부는 설치가 간편하여 공기단축이 가능하지만, 특수 제작된 보조철물 및 관련 공정으로 인하여 재료비, 인건비 등의 제작비용이 높아지는 단점이 있다. 또한 지진과 같은 주기하중을 받을 경우 보-기둥 접합부에서 미끄러짐이 크게 발생되어 강성과 에너지소산능력이 크게 저하된다.1-4)
참고문헌 (7)
Englekirk, R. E., “Development and Testing of a Ductile Connector for Assembling Precast Concrete Beams and Columns,” PCI Journal, Vol. 40, No. 2, 1995, pp. 36-51.
Bhatt, P. and Kirk, D. W., “Test on an Improved Beam Column Connection for Precast Concrete,” ACI Journal, Vol. 82, No. 6, 1985, pp. 834-843.
Priestley, M. J. N. and MacRae, G. A., “Seismic Tests of Precast Beam-to-Column Joint Subassemblages with Unbonded Tendons,” PCI Journal, Vol. 41, No. 1, 1996, pp. 64-81.
Park, R. and Bull, D. K., “Seismic Resistance of Frames Incorporating Precast Prestressed Concrete Beam Shells,” PCI Journal, Vol. 31, No. 4, 1986, pp. 54-93.
Park, H. and Eom, T., “A Simplified Method for Estimating the Amount of Energy Dissipated by Flexure-Dominated Rein-forced Concrete Members for Moderate Cyclic Deformations,” Earthquake Spectra, Vol. 22 No. 3, 2006, pp. 1351-1363.
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