초록 ▼

최근 들어 구조물 설계개념의 변화로 사용응력 수준이 높아지고, 시공 및 경제성의 이유로 고강도 재료의 활용이 증가되고 있으며, 과거에 비하여 구조물이 받는 하중조건에 따라 구조물의 안전성과 수명에 대한 관심이 높아지고 있다.
국내 건축물 건설의 90% 이상을 차지하는 철근콘크리트 구조물은 철근과 콘크리트사이의 부착에 의해 힘이 전달되기 때문에 철근의 충분한 정착길이가 확보되어야 하나. 이에 상반되어 철근의 복잡한 배근 상세와 과다한 정착 및 이음길이는 현장에서 철근 가공과 콘크리트의 타설을 어렵게 한다. 이에 따라 여러 건설

최근 들어 구조물 설계개념의 변화로 사용응력 수준이 높아지고, 시공 및 경제성의 이유로 고강도 재료의 활용이 증가되고 있으며, 과거에 비하여 구조물이 받는 하중조건에 따라 구조물의 안전성과 수명에 대한 관심이 높아지고 있다.
국내 건축물 건설의 90% 이상을 차지하는 철근콘크리트 구조물은 철근과 콘크리트사이의 부착에 의해 힘이 전달되기 때문에 철근의 충분한 정착길이가 확보되어야 하나. 이에 상반되어 철근의 복잡한 배근 상세와 과다한 정착 및 이음길이는 현장에서 철근 가공과 콘크리트의 타설을 어렵게 한다. 이에 따라 여러 건설 선진국들에서는 초고강도의 철근을 개발하여 구조성능을 높이고 철근의 배근간격을 넓혀 현장 시공성을 제고하고자 하고 있다. 국내에서도 여러 가지 건설환경의 변화 및 기술확보에 따라 고강도 철근의 사용이 점차 가시화 되고 있다. 강구조에서 사용되는 형강 강재가 용접성의 어려움으로 고강도 재질의 개발이 제한되고 있는 반면에 용접이 필요 없는 철근은 고강도화가 용이하며, 몇몇 제철회사들의 연구개발로 최소 비용 증가에 의한 초고강도 철근의 생산이 가능한 기술이 확보되었다. 또한 국내의 아파트 건설시장 환경은 내력벽 구조 대신에 초고층 골조구조 공동주택으로 점차 전환되고 있어, 초고층 장스팬 골조용 고강도철근에 대한 요구가 높아지고 있다.
이러한 배경에서 차세대의 초고강도 철근이 실용화되기 위해서는 철근의 부착 및 이음성능을 향상시킨 새로운 마디형태의 철근 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 계면부착기구 해석기법을 발전시키고, 이를 이용하여 새로운 형태의 고강도 높은마디면적 철근을 개발하고자 한다. 즉, 그동안 국내외에서 사용된 실적이 없는 대형 마디와 소형 마디를 혼용한 마디를 개발 설계하고, 이에 의한
큰 부착력의 증가를 성취하고자 한다.
본 연구로부터 개발되는 고부착 초고강도 철근은 우수한 부착력으로 철근콘크리트 구조물의 안전성, 사용성, 및 시공성을 높일 수 있을 것이며 이 분야 건설엔지니어링 기술발전 및 국가 경쟁력 향상에 크게 공헌할 수 있을 것이다.

Abstract ▼

Reinforced concrete consists of reinforcing steel bars embedded in concrete. Concrete is strong in compression but weak in tension. Steel is strong in both compression and tension. By Combining the advantages of the two materials, reinforced concrete has become widely used as a structural material.<

Reinforced concrete consists of reinforcing steel bars embedded in concrete. Concrete is strong in compression but weak in tension. Steel is strong in both compression and tension. By Combining the advantages of the two materials, reinforced concrete has become widely used as a structural material.
In reinforced concrete structures, adequate bond must be developed to ensure that reinforcing bars and concrete work together and that stress is transferred between the two materials. The bond between reinforcing bars and concrete is provided by chemical adhesion, friction, and mechanical interlock. For smooth bars, bond strength is provided by chemical adhesion and friction. For deformed bars, bond strength is higher than for smooth bars due to the mechanical interlock provided by bearing of ribs on the bars against the surrounding concrete. Inadequate bond may cause a reinforced concrete structure to fail.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 8
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 가. 연구개발 개요 ... 9
• 나. 연구개발의 중요성 ... 9
• 다. 연구개발하려는 기술의 세계적 수준이 다음의 기술발전주기(Technology Life Cycle) 중 현재 어느 단계에 해당되는가? ... 10
• 라. 지금까지의 연구개발 실적 ... 10
• 제2장. 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 가. 국내 기술 및 산업 동향 ... 11
• 나. 국외 기술 및 산업 동향 ... 12
• 다. 특허 동향 ... 14
• 라. 정부지원정책 현황 ... 14
• 제3장. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 15
• 제4장. 목표달성도 ... 16
• 제5장. 연구개발결과의 활용계획 ... 17
• 제6장. 연구개발과정에서 수집한 해외과학 기술정보 ... 17
• 가. 고강도 철근 동향 분석 ... 17
• 나. 이론 연구 및 설계식 분석 및 제안 ... 17
• 제7장. 참고문헌 ... 18
• 제1장. 서론 ... 21
• 1절. 연구배경 및 목적 ... 21
• 2절. 연구 내용 및 방법 ... 22
• 제2장. 철근 마디에 대한 기존 연구 고찰 ... 23
• 1절. 계면부착기구 이론 ... 23
• 2절. 이형철근의 기존 연구 ... 23
• 3절. 높은 마디 면적 철근의 기존 연구 ... 25
• 4절. 국내 · 외 정착 및 부착 설계식 ... 29
• 1. 국내 정착 및 부착 설계식 ... 29
• 2. ACI 318 위원회 정착 및 부착 설계식 ... 30
• 3. ACI 408 위원회 정착 및 부착 설계식 ... 31
• 제3장 대형마디를 갖는 이형철근 ... 35
• 1절. 대형마디를 갖는 이형철근의 개발배경 ... 35
• 2절. 대형마디를 갖는 이형철근의 정의 ... 36
• 3절. 대형마디를 갖는 이형철근의 역학적 거동 ... 37
• 제4장. 부착 이음 실험 ... 38
• 1절. 1차년도 연구 수행 결과 ... 38
• 2절. 실험 개요 ... 40
• 3절. 실험 재료 ... 40
• 1. 콘크리트 ... 40
• 2. 철근 ... 41
• 4절. 실험체 제작 및 실험 방법 ... 42
• 1. 대형마디를 갖는 철근의 보 이음 길이 실험체 ... 46
• 2. 실험방법 ... 49
• 5절. 실험 결과 및 분석 ... 50
• 6절. 결론 및 향후 연구계획 ... 67
• 제5장. 균열거동 및 성능검증 ... 69
• 1절. 문헌연구 ... 69
• 2절. 설계기준의 균열해석 및 제어 ... 85
• 3절. 일반강도 콘크리트에 대한 균열폭 검증실험 ... 96
• 4절. 해석결과 비교 및 검승직과 설계식 제안 ... 111
• 5절. 고강도 콘크리트에 대한 균열폭 검증실험 ... 120
• 6절. 해석결과 비교 ... 128
• 7절. 결론 및 향후 연구계획 ... 133
• 제6장. 결론 ... 136