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초록
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PC구조형식은 사전 제작된 PC 부재를 현장에서 거치한 후 추가 긴장력 도입 및 연결부 시공의 과정을 거쳐서 구조물을 완성시키는 형식이다. 하지만 현장타설부와 PC부 사이 부착면에서 균열발생 및 수밀성 감소에 따른 누수문제가 발생할 수 있다. 이러한 균열 및 누수문제는 철근의 부식을 초래할 수 있으며, 이는 구조물의 장기사용 내구성을 급격히 감소시키는 주요 원인이 될 수 있다. 본 연구에서는 기존 PC 구조물 접합부 경계면에서의 부착력 부족에 대한 문제를 해결하기 위해서, 형상기억합금을 활용한 표면처리 부재를 제안하고, 형상기억합금 와이어를 이용한 연결부의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위해서 본 연구는 해당 기술 실현을 위한 사전연구로서 와이어의 개수와 절곡유무, 그리고 형상기억효과 발현 유무에 따른 연결재의 인발력을 평가하고자 하였다. 연구결과를 통해서 SMA 연결재의 인발저항성능을 결정짓는 연결부의 형상효과와 형상기억발현효과, 그리고 부착효과에 대해서 평가할 수 있었다. 또한 이에 대한 설계변수별 예측식을 제안하였고, 예측값과 실험값 간의 유효성을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Precast concrete (PC) structure is one of the type of the structures which is made in a facility prior to installing it to a construction field. The contact surfaces between two PC structures should be treated for obtaining enough binding force by inducing prestressing force. However, in the many ca...

주제어

표/그림 (14)

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문제 정의

  • 먼저 가열을 통한 형상기억효과 발현 유무의 경우(NH, H)에서는 후크형태로 모르타르에 매립된 연결재가 원래의 형상으로 복원하려는 성질에 의해서 결합력이 더욱 증진되는 효과를 확인하고자 하였다. 또한 절곡부의 유무 및 와이어 개수와의 상호비교를 통해서 형상기억효과가 인발저항성능에 기여 정도를 구분하고자 하였다.
  • 시험변수는 크게 1) 가열을 통한 형상기억효과의 발현 유 무(비가열 : NH, 가열 : H), 2) 후크형 절곡부의 유무(비절곡 : I, 절곡 : J), 그리고 3) SMA 와이어의 개수(1, 2, 4)로 구분하였다. 먼저 가열을 통한 형상기억효과 발현 유무의 경우(NH, H)에서는 후크형태로 모르타르에 매립된 연결재가 원래의 형상으로 복원하려는 성질에 의해서 결합력이 더욱 증진되는 효과를 확인하고자 하였다. 또한 절곡부의 유무 및 와이어 개수와의 상호비교를 통해서 형상기억효과가 인발저항성능에 기여 정도를 구분하고자 하였다.
  • 제안하고자 하는 기술은 SMA 와이어를 후크(Hook) 형태로 절곡하고, 다수의 와이어를 결합하여 PC 구조물에 매립하여 타설한 후 현장 타설 시 돌출 되도록 하여 현장타설부와 PC부 간의 결합력 확보를 용이하도록 한 것이다. 본 연구는 해당 기술 실현을 위한 사전 연구로서 와이어의 개수와 절곡유무, 그리고 형상기억효과 발현 유무에 따른 연결재의 인발력을 평가하고자 한다.
  • 제안하고자 하는 기술은 와이어를 후크(Hook) 형태로 절곡하고, 다수의 와이어를 결합하여 PC 구조물에 매립하여 타설한 후 현장 타설 시 돌출 되도록 하여 현장타설부와 PC부 간의 결합력 확보를 용이하도록 한 것이다. 본 연구는 해당 기술 실현을 위한 사전연구로서 와이어의 개수와 절곡유무, 그리고 형상기억효과 발현 유무에 따른 연결재의 인발저항성능을 평가하였다. 본 연구에서 얻어진 결론은 다음과 같다.
  • 본 연구에서 수행한 다양한 변수실험을 바탕으로 시험체를 구성하는 각 변수가 인발저항성능에 기여하는 정도를 분석하고자 하였다. Fig.
  • 본 연구에서는 기존 PC 구조물 접합부 경계면에서의 부착력 부족에 대한 문제를 해결하기 위해서, 형상기억합금을 활용한 표면처리 부재를 제안하고, 형상기억합금 와이어를 이 용한 연결부의 성능을 평가하고자 하였다. 제안하고자 하는 기술은 와이어를 후크(Hook) 형태로 절곡하고, 다수의 와이어를 결합하여 PC 구조물에 매립하여 타설한 후 현장 타설 시 돌출 되도록 하여 현장타설부와 PC부 간의 결합력 확보를 용이하도록 한 것이다.
  • 본 연구에서는 기존 PC 구조물 접합부 경계면에서의 부착력 부족에 대한 문제를 해결하기 위해서, 형상기억합금을 활용한 표면처리 부재를 제안하고, 형상기억합금 와이어를 이 용한 연결부의 성능을 평가하고자 한다. 제안하고자 하는 기술은 SMA 와이어를 후크(Hook) 형태로 절곡하고, 다수의 와이어를 결합하여 PC 구조물에 매립하여 타설한 후 현장 타설 시 돌출 되도록 하여 현장타설부와 PC부 간의 결합력 확보를 용이하도록 한 것이다.
  • 본 연구에서는 인발시험결과들을 이용하여 SMA 연결부의 시험변수별 인발저항성능을 확인하고자 한다. 하중-변위 관계를 이용하여 평가하였고, 각 변수 조건별 극한하중을 비교하여, 독립된 효과를 평가하였다.
  • 본 연구에서는 형상기억합금(SMA) 와이어로 제작된 후크 (Hook)형 연결재의 인발성능 평가를 위하여 모르타르에 매립된 연결재에 대해서 직접인발 시험을 수행하였다. SMA 와이어는 니켈-티타늄 계열의 NiTi SMA를 이용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PC구조형식이란 무엇인가? PC구조형식은 사전 제작된 PC 부재를 현장에서 거치한 후 추가 긴장력 도입 및 연결부 시공의 과정을 거쳐서 구조물을 완성시키는 형식이다. 하지만 현장타설부와 PC부 사이 부착면에서 균열발생 및 수밀성 감소에 따른 누수문제가 발생할 수 있다.
형상기억합금의 특징은 무엇인가? 최근 RC 구조물의 균열제어의 목적으로 형상기억합금 (Shape Memory Alloy: SMA)을 적용하고자하는 연구들이 많 은 연구자들에 의해서 이루어지고 있다. 형상기억합금은 독 특한 기계적 거동인 형상기억효과(Shape Memory Effect: SME)와 초탄성거동(super elastic behavior)을 보이며 다양한 분야에 적용되고 있는 소재이다. 토목분야에서는 이를 활용 하기 위한 연구는 다수 진행되었으며, 주로 프리스트레싱력 도입이나, SMA 강섬유가 혼입된 콘크리트 등 구조물의 내하 성능 증진 및 공용 중 내하성능 복원을 목적으로 하는 연구들 이 다수 진행되고 있다 (Kuang and Ou, 2008; Park and Yun, 2009; Kwak et al, 2010; Choi et al, 2014; Shajil et al, 2013; Kim et al, 2014; Choi et al, 2015; Choi et al, 2016).
PC구조형식의 장단점은? PC구조형식은 사전 제작된 PC 부재를 현장에서 거치한 후 추가 긴장력 도입 및 연결부 시공의 과정을 거쳐서 구조물을 완성시키는 형식이다. 건설공기의 단축, 기후 영향에 따른 콘 크리트의 품질 저하 우려가 적고, 시공성 및 가격 경쟁력이 우 수한 장점을 갖고 있다. 하지만 현장타설부와 PC부 사이 부착 면에서 균열발생 및 수밀성 감소에 따른 누수문제가 발생할 수 있다. 이러한 균열 및 누수문제는 철근의 부식을 초래할 수 있으며, 이는 구조물의 장기사용 내구성을 급격히 감소시키 는 주요 원인이 될 수 있다.
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