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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이정윤
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수17
이 논문의 연구 히스토리 (6)
2012
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철근콘크리트 보-기둥 접합부는 철근콘크리트 모멘트저항골조에서 횡하중과 중력하중이 동시에 작용할 경우 구조물 전체의 거동에 큰 영향을 미치는 중요한 부재 중 하나이다. 지진과 같은 강한 횡하중이 작용하게 되면 접합부 내부에 흐르는 전단력의 크기는 중력하중이 작용하는 경우에 비해 훨씬 크게 된다. 다시 말하여, 접합부는 큰 전단력에 대해 충분히 저항할 수 있는 설계가 필요하게 된다. 접합부가 파괴하게 되면 구조물 전체가 취성적인 거동을 하기 때문에 기본적으로 내진설계는 휨의 지배를 받는 부재의 소성힌지에 파괴가 집중되도록 설계한다. 이에 더하여 휨에 의해 큰 변형이 발생할 때까지 접합부의 전단강도가 크게 감소하지 않아야한다. 1970년대 이전까지는 보와 접합부의 전단강도 차이가 충분히 크게 설계된 경우에 많았기 때문에 지진에 의한 대부분의 파괴는 소성힌지가 발생하는 보나 저층부의 기둥에 집중되었다. 하지만 부재의 강도가 더 크게 설계되기 시작하면서, 소성힌지의 발생 후에 접합부가 파괴되는 형태가 많이 발견되었다. 이는 소성힌지 영역의 변형률이 접합부 내부로 침투하여 접합부의 강도를 감소시켰기 때문이다. 이와 같은 구조물은 소성힌지에 대부분의 파괴가 집중하는 구조물에 비해서 연성이 작아질 수 있다. 따라서 구조물 전체의 거동을 보다 정확하게 파악하기 위해서는 접합부의 전단거동을 이해하는 것이 중요하다. 미국의 ACI나 우리나라의 KCI에서는 접합부 전단강도의 여력을 통해서 연성을 간접적으로 평가하고 있다. 본 연구에서는 인접한 부재에서 소성힌지가 발생하고 난 이후 접합부가 파괴하는 경우에 대해서, 보-기둥 접합부의 연성을 직접적으로 예측할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안하는 연성평가모델을 통해서 보-기둥 접합부를 구성하는 부재의 변형을 파악하고 이를 조합하여 보-기둥 접합부의 횡변위를 계산한다. 횡변위가 증가함에 따라서 횡변위에 대응하는 전단력을 계산하여 궁극적으로 구조물의 연성을 예측할 수 있다. 접합부의 전단강도는 전단력을 저항하는 이론인 아치작용과 트러스작용을 함께 고려하여 계산하였다. 제안모델의 검증을 위해서 총 16개의 실험체를 제작하여 2차에 나눠서 실험하였다. 또한 다른 연구자들의 35개 실험에 대한 연구자료를 추가여 검증하였다. 그 결과 본 연구에서 제안하는 연성평가모델은 납득할 수 있는 오차 범위 내에서 실제 구조물의 연성을 잘 평가하였다.
목차
제 1 장 서 론 1제 2 장 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 파괴메커니즘 52.1 접합부의 파괴 형태 52.2 접합부의 파괴메커니즘 11제 3 장 철근콘크리트 보-기둥 접합부에 대한 설계기준과 연구 동향 153.1 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 설계기준 153.1.1 ACI 352R-02 153.1.2 AIJ 2010 183.1.3 NZS 3101 203.1.4 KCI 2007 213.2 철근콘크리트 보-기둥 접합부에 대한 연구 동향 213.2.1 실험 연구 213.2.2 해석 연구 243.2.3 통계학적 분석 243.2.4 BJ-파괴하는 접합부의 연성에 대한 연구 253.3 연성평가 연구의 필요성 25제 4 장 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 연성평가 284.1 제안 모델에 대한 기본 사항 284.2 층변위의 증가 314.3 보-기둥 접합부의 전체회전각 324.3.1 기둥회전각(column rotation) 334.3.2 접합부회전각(joint panel rotation) 344.3.3 보회전각(beam rotation) 354.4 보-기둥 접합부의 내부 주인장변형률 404.5 전단강도 저하 434.5.1 접합부 압축대에 대한 아치작용과 트러스작용의 분담률 434.5.2 콘크리트 유효압축강도 484.5.3 전단강도 계산 494.6 연성평가모델의 순서도 504.7 기존 연구모델과의 비교 53제 5 장 철근콘크리트 보-기둥 접합부 실험 595.1 실험체 계획 595.1.1 실험체 상세 595.1.2 변형률게이지 635.1.3 LVDT 645.1.4 실험체 지점 및 가력 장치 연결부 특징 675.2 실험 방법 705.3 실험 결과 725.3.1 1차 실험체의 파괴 형태 725.3.2 2차 실험체의 파괴 형태 775.3.3 하중-변위 관계 81제 6 장 연성평가모델의 검증 886.1 1차 실험체 896.1.1 하중-변위 비교 896.1.2 연성률 비교 926.1.3 전체변형 비교 986.1.4 변형률침투율 비교 1036.2 2차 실험체 1056.2.1 하중-변위 비교 1056.2.2 연성률 비교 1076.2.3 전체변형 비교 1116.2.4 변형률침투율 비교 1146.3 실험 분석 종합 116제 7 장 보-기둥 접합부 연성평가모델의 적용 1187.1 연성평가모델의 적용 대상 1187.2 연성평가모델의 적용 결과 1217.3 전단력 비교 1367.4 극한변위 비교 140제 8 장 결 론 1458.1 결론 1458.2 추후 연구 과제 147
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