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주거용 PC 조립식 건축구조 시스템 개발 원문보기

건설관리 : 한국건설관리학회 학회지 = Construction engineering and management, v.12 no.1, 2011년, pp.11 - 16  

박홍근 (서울대학교 건축학과) ,  박순규 (서울대학교 건축학과) ,  홍건호 (서울대학교 건축공학과) ,  김승희 (서울대학교 건축학과)

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문제 정의

  • 본 연구는 국토해양부에서 지원하고 있는 “공기단축형 복합 구조시스템 건설기술개발” 연구단의 연구개발과제중 하나로서 프리캐스트 콘크리트 공법(이하 PC 공법)의 실용화와 보급을 위하여 수행되었다.
  • 본 연구에서는 PC 구조벽체를 주요 횡력저항시스템으로 사용할 수 있도록 하기 위하여 RC 구조벽체와 동등이상의 내진성능을 확보할 수 있는 PC 구조벽체를 개발하였다. 개발된 PC 구조벽체는 PC 벽체 하부의 연결철근의 일부를 단면감소시키고 비부착 상세를 적용한 PC 구조벽체이다.
  • 이러한 문제를 개선하고자 본 연구에서는 PC 접합부는 접합부에서 떨어진 곳에서 휨항복이 발생하도록 유도하는 강접합(strong connection) 방법을 이용한 상세를 개발하였다. 즉, 이음부 및 기둥과 보가 맞닿은 접합면에서의 휨강도를 크게 설계하여 탄성상태에 있도록 하고, 접합면에서 떨어진 곳의 휨강도를 약하게 설계하여 소성변형이 발생하도록 개발하였다.
  • 즉, 프리캐스트 콘크리트 조립식 공법의 고유의 장점인 공기단축 및 인력절감 뿐만 아니라 마감일체형 PC 부재, 구체축열 온돌 등의 기술을 사용함으로써 마감공정을 줄이고, 고급질감의 다양한 입면을 사용하여 고급건축으로서 건축물의 가치 상승을 통하여 PC 공법의 경쟁력을 확보하는 것을 목표로 하였다. 이에 본고에서는 타워형/판상형 주거용 PC 구조시스템 및 PC 공법의 요소기술에 대해 간략하게 소개하고자 한다.
  • PC 공법의 실용화를 위해서 기존의 현장타설 콘크리트공법과 차별화된 PC 공법의 장점을 최대한 발현하도록 구조시스템을 개발하였다. 즉, 프리캐스트 콘크리트 조립식 공법의 고유의 장점인 공기단축 및 인력절감 뿐만 아니라 마감일체형 PC 부재, 구체축열 온돌 등의 기술을 사용함으로써 마감공정을 줄이고, 고급질감의 다양한 입면을 사용하여 고급건축으로서 건축물의 가치 상승을 통하여 PC 공법의 경쟁력을 확보하는 것을 목표로 하였다. 이에 본고에서는 타워형/판상형 주거용 PC 구조시스템 및 PC 공법의 요소기술에 대해 간략하게 소개하고자 한다.

가설 설정

  • 본 건물의 구조설계 계획은 지상 20층 규모의 주거 건물로 서울의 평균적인 지반조건 및 풍하중 조건을 가지는 것으로 가정하였다. 횡력저항 구조시스템으로는 판상형 아파트의 특성을 고려하여 장변방향은 철근콘크리트 전단벽 이중 골조 시스템, 단변방향은 철근콘크리트 전단벽의 내력벽 시스템을 적용했다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 고에서 개발한 RC 구조 벽체와 동등 이상의 내진 성능을 확보할 수 있는 PC 구조벽체에 대한 횡하중 반복 가력 실험 수행 결과는 어떠한가? 제안된 PC 구조벽체에 대한 횡하중 반복가력실험 수행 결과 PC 패널 접합부에 취성파괴가 집중되는 기존 PC 구조벽체와는 달리 제안된 PC 구조벽체는 벽체 판넬 내부의 단면이 감소된 연결철근에서 안정적인 반복 이력거동이 계측되었다. 또한, 최대하중 이후 거의 하중의 저하가 나타나지 않았고 RC 벽체와 비교하여 우수한 변위연성비를 나타냈다. 누적에너지 소산에서도 RC 구조벽체 보다 매우 우수한 것으로 나타났다.(그림 5(c))
현재 PC 공법은 어떻게 활용되고 있는가? 본 연구는 국토해양부에서 지원하고 있는 “공기단축형 복합 구조시스템 건설기술개발” 연구단의 연구개발과제중 하나로서 프리캐스트 콘크리트 공법(이하 PC 공법)의 실용화와 보급을 위하여 수행되었다. 현재 지하층 구조 등 일부 구조에만 사용되고 있는 PC 공법을 20~30층 내외의 중∙고층의 지상구조에 활용하기 위하여 국내에서 가장 많은 수요를 가지고 있는 주거용 건축에 적용하였다. PC 공법의 실용화를 위해서 기존의 현장타설 콘크리트공법과 차별화된 PC 공법의 장점을 최대한 발현하도록 구조시스템을 개발하였다.
본 고에서 개발한 타워형/판상형 주거용 건축을 위한 PC 시스템이 기존의 현장타설 콘크리트 구조에 비하여 확보한 장점은 무엇인가? 1) 공기단축 및 인력감축으로 인한 공사비 및 금융비용감소 2) 다양한 입면상세, 마감재의 우수한 질감 확보를 통한 건축물의 가치상승 3) 건물의 경량화로 인한 구조재 및 기초 크기의 감소 4) 장스팬의 기둥식구조로서 지하층의 사용성 확대 5) 외벽 및 바닥온돌시스템의 구조재와 마감공정의 복합화로 인한 마감공정 최소화 6) 우수한 지진저항 구조
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