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철근 압축이음에서 지압강도와 부착강도의 실험적 평가
Experimental Evaluation of Bearing and Bond Strengths in Compression Splices 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.24 no.2, 2012년, pp.129 - 136  

천성철 (목포대학교 건축공학과) ,  이성호 ((주)대우건설기술연구원)

초록
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철근 압축이음은 초고층 건축물의 수직 부재에서 거의 모든 층에서 발생되므로, 압축이음 거동에 대한 명확한 이해는 합리적인 이음부 설계에 필수 요소가 된다. 이 연구에서는 압축을 받는 철근이음의 인자별 특성을 분석하기 위해, 부착 또는 지압만 존재하는 압축이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 부착과 지압이 함께 존재하는 일반이음에서는 부착과 지압의 상호 간섭으로 각각의 고유 강도가 100% 발현되지는 않았다. 특히 지압은 국부적인 영역에서 발현되므로 중첩으로 인한 감소량이 부착에 비해 컸다. 부착과 지압이 함께 존재하는 일반이음은 부착이음과 지압이음에 비해 동일하중에서 콘크리트와 철근의 상대변위를 줄일 수 있다. 이음 파괴는 콘크리트와 철근 사이의 과도한 상대변위로 인해 발생되므로 일반이음의 강도가 부착이음과 지압이음에 비해 항상 높아진다. 따라서 부착 또는 지압을 제거함으로써 압축이음강도를 향상시킬 수는 없다. 또한 부착이음에서 순수 부착강도는 인장이음의 부착강도와 거의 유사하게 나타났으므로, 압축이음강도가 인장이음강도보다 큰 것은 지압의 영향임을 알 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Compression splices are required for all compression members in almost all of the floors in high-rise buildings. Therefore, a clear understanding of the behavior of compression splices can provide a rational design of compression splices. Tests of compression splices with bearing only and bond only ...

주제어

#압축이음   #부착   #지압   #이음길이   #상대변위  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 특히 초고층 건축물의 저층부 압축부재와 같이 초고강도 콘크리트가 사용되는 경우, 압축이음에 대한 명확한 이해를 통한 효율적인 이음 설계가 필요하다. 이 연구에서는 부착 또는 지압만 존재하는 압축이음 실험을 수행하고, 부착과 지압의 강도 발현 특성을 고찰함으로써 중요 구조물의 이음부 설계에 기초자료를 제공하고자 한다.
  • 철근의 압축이음은 모든 수직 부재에서 거의 매층 발생되므로, 압축이음 거동에 대한 명확한 이해는 합리적인 이음부 설계에 필수 요소이다. 이 연구에서는 압축을 받는 철근이음의 인자별 특성을 분석하기 위해, 부착 또는 지압만 존재하는 압축이음 실험을 수행하였다. 실험과 분석을 통해 다음의 결론을 얻었다.

가설 설정

  • 또한 콘크리트 강도가 높아짐에 따라 탄성계수의 증가로, 이음 길이 전 구간에 부착강도가 고루 발현될 수 있을 정도의 상대변위가 발생되기 어려워진다.7) 따라서 부착 강도가 충분히 발현되지 않았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
압축을 받는 철근의 이음은 인장이음에 비해 어떤 특징을 갖는가? 압축을 받는 철근의 이음은 인장이음에 비해 다음 세가지의 특징을 갖는다. 첫째, 단부 지압이 존재하고, 둘째, 철근 길이 방향의 콘크리트 응력상태가 압축으로 철근 길이 직각방향의 휨 균열이 없으며, 셋째, 철근 길이 방향의 쪼갬 균열(splitting cracks)이 파괴 때까지 발생하지 않는다. 이러한 특징으로 압축을 받는 철근은 인장을 받는 철근에 비해 짧은 이음길이로도 설계기준항복강도를 발현할 수 있다.
철근의 압축이음 거동에 대한 명확한 이해가 합리적인 이음부 설계에 필수 요소인 이유는 무엇인가? 철근의 압축이음은 모든 수직 부재에서 거의 매층 발생되므로, 압축이음 거동에 대한 명확한 이해는 합리적인 이음부 설계에 필수 요소이다. 이 연구에서는 압축을 받는 철근이음의 인자별 특성을 분석하기 위해, 부착 또는 지압만 존재하는 압축이음 실험을 수행하였다.
압축을 받는 철근의 이음강도는 어떻게 구분할 수 있는가? 압축을 받는 철근의 이음강도는 Fig. 1과 같이 이음길이 구간의 부착과 단부 지압으로 구분할 수 있다. 전술한 세가지 특징 중 둘째와 셋째는 주로 부착강도와 관련되며, 콘크리트 구조설계기준 해설1) 8.
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참고문헌 (12)

  1. 한국콘크리트학회, 콘크리트 구조설계기준 해설, 기문당, 2008, 523 pp. 

  2. 천성철, 이성호, 오보환, "횡보강근이 없는 40, 60 MPa 콘크리트에서 철근 압축이음의 거동과 강도," 콘크리트학회 논문집, 21권, 3호, 2009, pp. 291-302. 

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  3. 천성철, 이성호, 오보환, "횡보강근이 있는 40, 60 MPa 콘크리트에서 철근 압축이음의 거동과 강도," 콘크리트학회 논문집, 21권, 4호, 2009, pp. 389-400. 

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  4. 천성철, 이성호, 오보환, "횡보강근이 없는 100MPa 이하 콘크리트의 철근 압축이음의 강도와 이음길이," 콘크리트학회 논문집, 22권, 5호, 2010, pp. 659-666. 

  5. 천성철, 이성호, 오보환, "100 MPa 이하 콘크리트의 철근 압축이음 강도와 이음 길이 설계," 콘크리트학회 논문집, 23권, 2호, 2011, pp. 211-217. 

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  6. ACI Committee 318, Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-11) and Commentary, ACI, Farmington Hills, Mich., USA, 2011, 503 pp. 

  7. ACI Committee 408, Bond and Development of Straight Reinforcing Bars in Tension (ACI 408R-03), ACI, Farmington Hills, Mich., USA, 2003, 49 pp. 

  8. ACI Innovation Task Group 4, Report on Structural Design and Detailing for High-Strength Concrete in Moderate to High Seismic Applications (ACI ITG-4.3R-07), ACI, Farmington Hills, Mich., USA, 2007, 62 pp. 

  9. Orangun, C. O., Jirsa, J. O., and Breen, J. E., "A Reevaluation of Test Data on Developoment Length and Splices," ACI Journal, Proceedings, Vol. 74, No. 3, 1977, pp. 114-122. 

  10. Chun, S. C., Oh, B., Lee, S. H., and Naito, C. J., "Anchorage Strength and Behavior of Headed Bars in Exterior Beam-Column Joints," ACI Structural Journal, Vol. 106, No. 5, 2009, pp. 579-590. 

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  11. Thompson, M. K., Ziehl M. J., Jirsa, J. O., and Breen J. E., "CCT Nodes Anchored by Headed Bars-Part 1: Behavior of Nodes," ACI Structural Journal, Vol. 102, No. 6, 2005, pp. 808-815. 

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  12. Canbay, E. and Frosch, R. J., "Bond Strength of Lap-Spliced Bars," ACI Structural Journal, Vol. 102, No. 4, 2005, pp. 605-614. 

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