선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 볼트 수직이음 PHC말뚝의 이음말뚝 성능 검증 시험의 구체적인 계획을 표 2에 나타내었다. 여기서 표준이음 방식인 용접이음 PHC말뚝의 성능 검증시험도 계획도 함께 실시하였다. 길이 7m의 직경 500mm인 A종 PHC말뚝 2개를 이음하여 시험말뚝으로 사용하였다.
- 이 기술기사에서는 볼트 수직이음 PHC말뚝이 이음말뚝의 성능을 충족시키는지 여부를 고찰하였다. 아울러 표준이음방식인 용접이음 PHC말뚝의 성능도 고찰하였다.
제안 방법
- PHC말뚝의 이음관련 표준 규정을 표 1에 요약하였다. PHC말뚝의 이음은 아크용접이음으로 실시하고 수동 또는 반자동용접을 실시하도록 규정하였다.
- 따라서 잔류 토크치를 20N·m로 하여 체결한 후 시험을 실시하였으며 직항타 또는 경타 시공 후 볼트 수직이음 PHC말뚝의 이음말뚝으로서의 3가지 성능을 분석하기 위함이었다.
- 용접이음과 볼트 수직이음을 변형 상태를 비교하였다. 변위가 유사하게 발생한 하중 단계를 중심으로 이음말뚝들의 변형 상태를 비교하였다(그림 9 참조). 여기서 용접이음에서는 80kN의 재하 단계와 볼트 수직이음에서는 60kN에서 변위가 유사하게 발생하였으며 두 개의 그래프를 비교하면 용접이음은 아래로 볼록한 곡선 형상으로 변형하였으며 볼트 수직이음은 직선 선형형상으로 변형하는 것을 관찰할 수 있었다.
- 볼트 수직이음 PHC말뚝과 용접이음 PHC말뚝의 휨 강도 품질 성능을 분석하여 참고로 수록하였다. 표 3에서 알 수 있듯이 볼트 수직이음 PHC말뚝은 이음말뚝의 성능을 만족시키지도 못하였으며 휨 강도 품질 측면에서도 일부 시험체에서는 기준값에 미달되는 것으로 나타났다.
- 이 기술기사에서는 볼트 수직이음 PHC말뚝이 이음말뚝의 성능을 충족시키는지 여부를 고찰하였다. 아울러 표준이음방식인 용접이음 PHC말뚝의 성능도 고찰하였다.
- 용접이음과 볼트 수직이음을 변형 상태를 비교하였다. 변위가 유사하게 발생한 하중 단계를 중심으로 이음말뚝들의 변형 상태를 비교하였다(그림 9 참조).
대상 데이터
- 여기서 표준이음 방식인 용접이음 PHC말뚝의 성능 검증시험도 계획도 함께 실시하였다. 길이 7m의 직경 500mm인 A종 PHC말뚝 2개를 이음하여 시험말뚝으로 사용하였다. 여기서 볼트 수직이음 PHC말뚝을 직항타 또는 경타 시공 후에는 볼트가 풀려 체결력이 심각하게 저하하여 체결력은 80% 이상까지 감소하는 것으로 나타났다(김명학, 2018a; 2018b).
- 시험은 국토교통연구인프라운영원 첨단재료시험센터에서 실시하였다. KS F 4306에 규정된 휨강도시험방법에 따라 시험을 진행하였으며 그 개요도를 그림 2에 나타내었다.
이론/모형
- 시험은 국토교통연구인프라운영원 첨단재료시험센터에서 실시하였다. KS F 4306에 규정된 휨강도시험방법에 따라 시험을 진행하였으며 그 개요도를 그림 2에 나타내었다. 국토교통연구인프라운영원 첨단재료시험센터에서 진행한 시험 모습을 그림 3에 나타내었다.
성능/효과
- (1) 시공 전 기준 토크치 이상으로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝에서는 가장 낮은 하중단계인 20kN에서도 볼트 수직이음구에서 V형으로 꺾인 변형 양상이 나타났으며 PHC말뚝 각각의 본체는 완전한 직선 형태를 유지하고 있었다. 그 이후의 하중단계인 40, 60, 80kN의 하중 단계에서는 하중 단계가 증가할수록 V형으로 꺾어진 변형 양상은 더욱 심화되었으며 별개의 직선화된 2개 말뚝 양상이 확연하게 관찰되었다.
- (2) 시공 후 이음볼트가 풀린 조건을 모사한 볼트 수직이음 PHC말뚝은 각 하중 단계에서 이음부위에서 V형으로 꺾어진 변형 양상을 나타내었으며 PHC말뚝 본체는 각각 직선 상태의 변위 양상을 나타내고 있었다. 각 하중 단계에서 하중 제거 시 이음말뚝은 하중 재하 전의 상태로 돌아가지 않는 것을 알 수 있었다.
- (3) 재하단계에 따른 이음부 변위 및 재하 하중 제거 후의 잔류 변위, 이음 PHC말뚝의 파괴하중 및 3가지 기본 성능 등을 비교하였는데 볼트 수직이음 PHC말뚝의 이음 품질은 용접이음 PHC말뚝의 이음 품질에 크게 미달되었다. 또한 1개의 볼트 수직이음 PHC말뚝의 휨파괴모멘트는 기준값에도 미달되었다.
- 즉 PHC말뚝과 용접이음부가 일체화 되어 1개의 말뚝으로 거동하는 것을 알 수 있었다. 60kN 재하 후 하중 제거 시 약 1.6mm의 미소한 잔류변형이 남아 있으나 용접이음 PHC말뚝이 탄성 거동을 보여 주는 자료로 활용 가능한 것으로 판단되었다. 즉 용접이음 PHC말뚝은 탄성체로 거동하는 것을 알 수 있었다.
- 볼트 수직이음 말뚝에 하중을 단계적으로 증가시켜 파괴상태까지 재하 하였으며 그 결과를 그림 4에 나타내었다. 가장 낮은 하중단계인 20kN에서도 볼트 수직이음 PHC말뚝에서는 볼트 수직이음구에서 V형으로 꺾인 변형 양상이 나타났으며 PHC말뚝 본체는 완전한 직선 형태를 유지하고 있었다. 즉 2개의 별개의 말뚝으로 거동하는 양상을 나타내었으므로 일체화 거동은 전혀 관찰되지 않았다.
- 즉 2개의 별개의 말뚝으로 거동하는 양상을 나타내었으므로 일체화 거동은 전혀 관찰되지 않았다. 그 이후의 하중단계인 40, 60, 80kN의 하중 단계에서는 하중 단계가 증가할수록 V형으로 꺾어진 변형 양상은 더욱 심화되었으며 별개의 직선화된 2개 말뚝 양상은 확연하게 관찰되었다. 즉 볼트 수직이음 PHC말뚝은 일체화 거동을 나타내지 않았고 1개의 말뚝이 아닌 것으로 나타났으므로 이음말뚝의 성능을 전혀 만족시키지 못하였다.
- (1) 시공 전 기준 토크치 이상으로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝에서는 가장 낮은 하중단계인 20kN에서도 볼트 수직이음구에서 V형으로 꺾인 변형 양상이 나타났으며 PHC말뚝 각각의 본체는 완전한 직선 형태를 유지하고 있었다. 그 이후의 하중단계인 40, 60, 80kN의 하중 단계에서는 하중 단계가 증가할수록 V형으로 꺾어진 변형 양상은 더욱 심화되었으며 별개의 직선화된 2개 말뚝 양상이 확연하게 관찰되었다. 따라서 200N·m 이상의 토크치로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝은 일체화 및 탄성 거동을 나타내지 않았으므로 말뚝 또는 이음말뚝의 기본 성능을 전혀 만족시키지 못하였다.
- 보통 작업원의 인력으로 체결할 수 있는 토크치로 이음볼트를 체결하였으며 이 때 평균 토크치는 200N·m이상으로 나타났다.
- 0mm 정도까지 나타났다. 시공 후 이음볼트가 풀린 조건을 모사한 볼트 수직이음 PHC말뚝의 누적 잔류 변위는 60kN에서 11.4mm 정도 발생하였으며 하중이 증가하여 80kN의 재하 단계에서는 누적 잔류변위가 15.6mm 정도까지도 나타났다. 용접이음 PHC말뚝의 잔류 변위는 60kN의 하중단계까지는 1.
- 시공 후 이음볼트가 풀린 조건을 모사한 볼트 수직이음 PHC말뚝의 잔류 변위는 용접이음 PHC말뚝의 잔류 변위보다 4.3 ∼ 6.0배만큼 크게 나타났으며 이는 이음품질 성능 측면에서 볼트 수직이음 PHC말뚝이 용접이음 PHC말뚝에 크게 미달되는 것을 의미하였다(그림 7 참조).
- 변위가 유사하게 발생한 하중 단계를 중심으로 이음말뚝들의 변형 상태를 비교하였다(그림 9 참조). 여기서 용접이음에서는 80kN의 재하 단계와 볼트 수직이음에서는 60kN에서 변위가 유사하게 발생하였으며 두 개의 그래프를 비교하면 용접이음은 아래로 볼록한 곡선 형상으로 변형하였으며 볼트 수직이음은 직선 선형형상으로 변형하는 것을 관찰할 수 있었다.
- 볼트이음의 체결력에 관련 없이 파괴는 대부분 PC강봉 헤드부에서 발생하였으며 극히 일부 PC너트가 파괴되는 현상이 발생되기도 하였다. 즉 PC강봉의 헤드부는 PC너트에 고정되어 있으며 PC강봉에 도입된 긴장력을 모두 부담하고 있었으며 따라서 휨 강도 시험 시 PC강봉 헤드부가 절단되어 휨 파괴가 발생하는 것이 관찰되었다. 따라서 이음볼트의 체결 상태가 휨 강도 시험 시 파괴모멘트와는 직접적인 관계는 없는 것으로 분석되었다.
- 각 하중 단계에서 용접이음 PHC말뚝은 이음부위에 대하여 양쪽으로 대칭된 곡선 상태의 변위 양상을 나타내고 있었다. 즉 PHC말뚝과 용접이음부가 일체화 되어 1개의 말뚝으로 거동하는 것을 알 수 있었다. 60kN 재하 후 하중 제거 시 약 1.
- 각 하중 단계에서 하중 제거 시 이음말뚝은 하중 재하 전의 상태로 돌아가지 않는 것을 알 수 있었다. 즉 이음볼트가 풀린 조건을 모사한 볼트 수직이음 PHC말뚝은 탄성체로 거동하지 않는 것을 알 수 있었다. 즉 볼트 수직이음 PHC말뚝은 일체화 거동을 나타내지 않았고 1개의 말뚝이 아닌 것으로 나타났으므로 이음말뚝의 성능을 전혀 만족시키지 못하였다.
- 각 하중 단계에서 볼트 수직이음 PHC말뚝은 이음부위에 대하여 양쪽으로 대칭된 직선 상태의 변위 양상을 나타내고 있었다. 즉 이음부를 기준으로 V형으로 꺾어진 채 2개의 별도의 말뚝으로 거동하는 것을 알 수 있었다. 각 하중 단계에서 하중 제거 시 이음말뚝은 하중 재하 전의 상태로 돌아가지 않는 것을 알 수 있었다.
- 볼트 수직이음 PHC말뚝과 용접이음 PHC말뚝의 휨 강도 품질 성능을 분석하여 참고로 수록하였다. 표 3에서 알 수 있듯이 볼트 수직이음 PHC말뚝은 이음말뚝의 성능을 만족시키지도 못하였으며 휨 강도 품질 측면에서도 일부 시험체에서는 기준값에 미달되는 것으로 나타났다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.