초록 ▼

연구개요
RC 전이슬래브 시스템은 건축 구조물에서 하중흐름이 급격히 변경되는 구간으로 안전하고 합리적인 구조설계가 전체 구조물의 안전성 확보 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 그런데 RC 전이슬래브 구조설계에 있어서 가장 큰 문제로 지적되는 것은 RC 전이슬래브 구조설계에 있어, 두께가 얇은 RC 무량판 슬래브 설계를 위해 개발된 설계방법이나 구조성능평가방법을 그대로 사용한다는 점이다. 이와 같이 RC 무량판 슬래브 설계방법을 그대로 사용하는 RC 전이슬래브 설계방법은 RC 전이슬래브의 안전하고 합리적인 설계를 보장한다고

연구개요
RC 전이슬래브 시스템은 건축 구조물에서 하중흐름이 급격히 변경되는 구간으로 안전하고 합리적인 구조설계가 전체 구조물의 안전성 확보 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 그런데 RC 전이슬래브 구조설계에 있어서 가장 큰 문제로 지적되는 것은 RC 전이슬래브 구조설계에 있어, 두께가 얇은 RC 무량판 슬래브 설계를 위해 개발된 설계방법이나 구조성능평가방법을 그대로 사용한다는 점이다. 이와 같이 RC 무량판 슬래브 설계방법을 그대로 사용하는 RC 전이슬래브 설계방법은 RC 전이슬래브의 안전하고 합리적인 설계를 보장한다고 할 수 없다. 따라서 RC 전이슬래브의 극한거동특성을 합리적으로 반영할 수 있는 설계방법의 개발이 필요하다. 또한 현재 RC 전이슬래브 구조설계에 있어, 건축적/시공적으로 받아들이기 어려운 과도한 슬래브 두께와 철근량을 필요로 하고 있기 때문에 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 RC 전이슬래브에 포스트텐션 적용을 고려해 보아야 할 것이다. 그리고 현재 실무에서 RC 전이슬래브의 전단보강을 위해 사용되는 전단철근 상세는 구조적으로 검증되지 못한 상세이기 때문에 구조성능과 시공성을 확보할 수 있는 새로운 전단보강방안이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 건축물 전이슬래브의 합리적이고 안전한 구조설계와 효율적인 전단보강을 위해 포스트텐션 전이슬래브 시스템의 거동특성을 반영한 구조설계방안 및 전단보강공법을 개발하고자 하였으며 해석연구, 공법제안, 실증연구 및 설계법 제안을 통해 상기 연구목표를 달성하였다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구는 건축물 전이슬래브의 합리적이고 안전한 구조설계와 효율적인 전단보강을 위해 포스트텐션 전이슬래브 시스템의 거동특성을 반영한 구조설계방안 및 전단보강공법을 개발하는 것을 최종 연구목표로 하였다. 이를 위하여 연차별 연구결과는 다음과 같다.
1) 1차년도 : 1차년도 연구에서는 건축물에 적용되는 전이슬래브의 건축계획적/구조적 특징을 규명하기 위하여 국내외 전이슬래브 구조설계와 연구사례를 조사하였다. 또한 전이슬래브 구조의 극한거동을 분석하기 위한 비선형 수치해석결과를 기반으로 전이슬래브의 극한거동특성을 반영하여 시공성과 구조성능 확보할 수 있는 전단보강공법을 제안하였다.
2) 2차년도 : 2차년도 연구에서는 2단계 실험연구를 수행하였다.
○ 1단계 실험연구 : 전이슬래브의 극한거동특성을 규명하기 위하여 실험연구를 수행하였다. 실험변수로는 전이슬래브의 형태적 특성, PT 적용여부, 슬래브 두께(크기효과) 등으로 설정하여 전이슬래브의 극한거동특성을 규명하였다.
○ 2단계 실험연구 : 제안된 전단보강공법의 성능을 검증하고 이를 개선하기 위한 2단계 실험연구를 수행하였다. 이를 통해 구조성능과 시공성을 확보할 수 있는 전이슬래브 전단보강공법을 개발하였다.
3) 3차년도 : 마지막 3차년도 연구에서는 전이슬래브의 안전성 및 경제성 확보를 위하여, 최종적으로 3D Strut-Tie 모델에 기반한 PT/RC 전이슬래브 설계방법을 개발하였다. 또한 제안된 전단보강공법의 실무적용 활성화를 위한 3D Strut-Tie 모델 설계방법을 개발하였다. 따라서 상기 설계방법의 적용으로 안전하고 합리적인 PT/RC 전이슬래브 설계가 가능할 것이다.

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구의 기대효과는 학문적 측면, 현안해결 측면 그리고 국내실정 측면으로 요약할 수 있다.
1) 학문적 측면 : PT/RC 전이슬래브의 거동특성 규명
건축구조물에서 전이슬래브는 다양한 건축물에 사용되고 있으며 구조안전 측면에서 매우 중요한 역할을 하는데에 반하여, 이에 대한 연구는 미비한 실정이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 전이슬래브의 형태적 특성을 최대한 반영하여 전이슬래브 극한 거동의 이론적 토대를 마련하였다. 또한 전이슬래브에 PT가 적용되었을 때 예상되는 다양한 장점들을 실험적, 이론적으로 규명하여 효율적인 전이슬래브 구현이 가능하도록 하였다.
2) 현안해결 측면 : 실무엔지니어에게 합리적인 설계방법 제공
현재 실무에서 전이슬래브를 구조설계하는 엔지니어들이 무량판 구조의 설계방법으로 전이슬래브의 구조설계를 진행하고 있지만, 구조설계 엔지니어들 스스로 조차도 상기방법의 합리성에 대한 의문을 피력하는 경우가 많다. 또한 현재의 방법으로 전이슬래브의 구조설계를 진행할 경우, 경제적인 측면과 시공적인 측면에서 과도한 설계결과를 나타내는 경우가 많다. 따라서 본 연구를 통해 실무엔지니어들에게 전이슬래브의 합리적인 설계방법을 제공함으로써 현업에서 안전하고 경제적인 전이슬래브설계를 가능하게 하였다.
3) 국내실정 측면 : 전이슬래브 사용증가에 맞춘 합리적인 기술제공
최근 국내 고층 벽식구조 공동주택아파트에서는 지하공간 확보와 저층부 공용공간 확보를 이유로 전이슬래브를 적용하는 사례가 폭발적으로 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서 안전하고 경제성을 가질 수 있는 RC/PT 전이슬래브 설계방안을 제공함으로써 국내 건축물의 공간 경쟁력과 구조적 안전성을 보다 강화할 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 요약문 2p)