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고인성섬유 복합 모르타르 및 고성능 배근상세를 활용한 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능 개선 연구
A Study on Improvement of Seismic Performance of High Strength Reinforced Concrete Interior Beam-Column Joints Using High Ductile Fiber-Reinforced Mortar and Advanced Reinforcing Detailings 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.25 no.2, 2013년, pp.233 - 240  

하기주 (경일대학교 건축학부) ,  이동렬 ((사)건설기술정책연구원) ,  홍건호 (경일대학교 건축학부)

초록
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이 연구에서는 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능을 개선하기 위하여 보-기둥 접합부 영역을 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르를 사용하여 보강하고 내진성능을 평가하였다. 총 5개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 이 연구의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 위험단면 영역을 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르로 보강한 결과 재하 전 과정을 통하여 안정적인 파괴형태 및 내력을 나타내었다. 고강도 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능을 개선하기 위하여 고성능 배근상세 및 고인성섬유 복합 모르타르를 사용하여 보강한 실험체(IJIR, IJIRS, IJIRP)는 재하 전 과정을 통하여 안정적인 이력거동을 나타내었고, 최대내력이 표준실험체의 114.2~123.5%, 에너지소산능력은 1.55~1.85배로 표준실험체에 비하여 매우 향상되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, experimental research was carried out to evaluate and improve the seismic performance of high strength R/C interior beam-column joints regions using advanced reinforcing detailings and high ductile fiber-reinforced mortar. Five specimens of retrofitted the beam-column joint regions us...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 연구에서는 고층 철근콘크리트 건축물이 지진하중과 같은 심각한 비탄성 변형을 일으키는 반복주기하중을 받을 때 보와 기둥부재 등의 단위부재보다 더욱 취약한 영역인 내부 보-기둥 접합부를 대상으로 접합부 영역을 정착형 중간철근 및 폐쇄스터럽의 이중구속과 같은 고성능 배근상세와 고인성섬유 복합 모르타르로 보강하여 구조물의 내력, 연성능력, 파괴형태 등의 내진성능을 평가하고자 한다. 또한, 이를 활용하여 기존 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선을 도모하고, 내진보강 설계규준을 위한 기초자료를 제공하며, 이에 따른 건축물의 고성능화 및 건설기술의 경쟁력에 기여하고자 한다.
  • 이 연구에서는 고층 철근콘크리트 건축물이 지진하중과 같은 심각한 비탄성 변형을 일으키는 반복주기하중을 받을 때 보와 기둥부재 등의 단위부재보다 더욱 취약한 영역인 내부 보-기둥 접합부를 대상으로 접합부 영역을 정착형 중간철근 및 폐쇄스터럽의 이중구속과 같은 고성능 배근상세와 고인성섬유 복합 모르타르로 보강하여 구조물의 내력, 연성능력, 파괴형태 등의 내진성능을 평가하고자 한다. 또한, 이를 활용하여 기존 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선을 도모하고, 내진보강 설계규준을 위한 기초자료를 제공하며, 이에 따른 건축물의 고성능화 및 건설기술의 경쟁력에 기여하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고강도 콘크리트는 어떠한 성질이 있는가? 콘크리트는 모든 건설분야에서 가장 널리 사용되는 건설 재료로서 압축강도가 높고, 경제성 및 내구성 등이 매우 우수한 성능을 가지고 있으나 인장강도 및 휨강도가 약하고 에너지 흡수능력이 작아서 매우 취성적이며 균열에 대한 저항이 작다는 치명적인 단점이 있다. 특히 고강도 콘크리트는 최대 내력 이후의 강도 저하가 현저하고 파괴성상이 취성적인 성질이 크므로 이러한 관점에서 고강도 콘크리트의 제반 특성을 향상시키고 개선할 필요성이 대두되고 있다.
에너지 소산능력은 무엇에 의해 산정되는가? 에너지 소산능력은 일반적으로 이력거동 곡선이 둘러싸고 있는 면적에 의해서 산정된다. 각 실험체의 에너지 소산능력을 비교 평가하기 위하여 Fig.
고인성 섬유복합재료에 대한 연구가 진행중인 이유는? 콘크리트는 모든 건설분야에서 가장 널리 사용되는 건설 재료로서 압축강도가 높고, 경제성 및 내구성 등이 매우 우수한 성능을 가지고 있으나 인장강도 및 휨강도가 약하고 에너지 흡수능력이 작아서 매우 취성적이며 균열에 대한 저항이 작다는 치명적인 단점이 있다. 특히 고강도 콘크리트는 최대 내력 이후의 강도 저하가 현저하고 파괴성상이 취성적인 성질이 크므로 이러한 관점에서 고강도 콘크리트의 제반 특성을 향상시키고 개선할 필요성이 대두되고 있다.
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참고문헌 (10)

  1. Li, V. C., Wang, Y., and Backer, S., "A Micromechanical Model of Tension-Softening and Bridging Toughening of Short Random Fiber Reinforced Brittle Matrix Composites," Journal of the Mechanics and Physics of Solids, Vol. 39, Issue 5, 1991, pp. 607-625. (http://dx.doi.org/10.1016/0022- 5096(91)90043) 

  2. Kanda, T. and Li, V. C., "A New Micromechanics Design Theory for Pseudo Strain Hardening Cementitious Composite," Journal of Engineering Mechanics, ASCE, Vol. 125, No. 4, 1999, pp. 373-381. 

  3. Li, V. C., Wu, C., Wang, S., Ogawa, A., and Saito, T., "Interface Tailoring for Strain Hardening PVA-ECC," ACI Materials Journal, Vol. 99, No. 5, 2002, pp. 463-472. 

  4. Kim, Y. Y., Kim, J. S., Kim, H. S., Ha, K. J., and Kim, J. K., "Mechanical Properties of an ECC (Engineered Cementitious Composite) Designed Based on Micromechanical Principle," Journal of the Korea Concrete Institute, Vol. 17, No. 5, 2005, pp. 709-716. 

  5. Kim, Y. Y., Ha, G. J., and Shin, J. H., "Design of ECC (Engineered Cementitious Composite) Matrix Compositions Based on Micromechanics and Steady-State Cracking Theory," Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol. 23, No. 5, 2007, pp. 11-19. 

  6. Kim, J. S., Ha, G. J., Hong, K. H., and Shin, J. H., "Tensile and Fiber Dispersion Performance of ECC (Engineered Cementitious Composites) Designed with Ground Granulated Blast Furnace Slag," Journal of the Regional Association of Architectural Institute of Korea, Vol. 12, No. 2, 2010, pp. 209-216. 

  7. Ha, G. J., Yi, D. R., and Hong, K. H., "Improvement and Evaluation of Repair-Retrofit Performance of Reinforced Concrete Beam using High Ductile Fiber-Reinforced Mortar with Ground Granulated Blast Furnace Slag," Journal of the Regional Association of Architectural Institute of Korea, Vol. 12, No. 4, 2010, pp. 261-270. 

  8. Yang, I. S., Yun, H. D., Kim, S. W., Park, W. S., Han, B. C., and Moon, Y. J., "Hysteretic Characteristics of Seismic Devices Using High Performance Fiber Reinforced Cement Composites," Journal of the Architectural Institute of Korea, Vol. 21, No. 1, 2005, pp. 51-58. 

  9. Kim, J. H., Yun, H. D., and Jeon, E., "Material Design, Characteristics and Application of Engineered Cementitious Composites," Magazine of the Korea Concrete Institute, Vol. 18, No. 1, 2006, pp. 28-35. 

  10. Yoon, Y. S., "Concept and Background of Shear Design in Reinforced Concrete Beams," Magazine of the Korea Concrete Institute, Vol. 8, No. 5, 1996, pp. 61-69. 

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