R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201616CTAP-C097356-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 150MPa급 섬유보강 고강도 콘크리트의 활용을 위한 기둥-슬래브 분리타설 방안 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-06-18 ~ 2017-06-17 | |||||
| 연구책임자 | 배백일 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 50,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 50,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 100,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 100,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한양대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-001914-01 | |||||
| ISBN | 978-89-7218-559-8 | |||||
| 주요 내용 |
본 연구에서 달성하고자 하는 최종목표는 현행 건축구조기준(KBC 2009)의 조항 0506.7.2.를 현재의 건설산업 상황에 맞도록 수정하여, 고성능 콘크리트의 건설산업에의 적용 저변을 확대하는 데에 있다. 본 연구의 최종성과물인 설계기준의 개정(안)을 도출하도록 하며 정리하면 다음과 같다. a) 세계 각국의 현행설계기준 분석을 통한 재료강도의 제한 범위 규정 b) 기존 연구 결과의 분석과 한계점 도출 c) 하중전달 경로 예측을 위해 유한요소해석을 통한 시뮬레이션 수행 d) 실험체 제작 및 실험 결과 분석 e) 기존 연구 결과 및 본 연구의 실험 결과를 통합하여 현재 상황에 맞는 설계기준(안) 도출 및 기둥-바닥판 접합지역 설계방법론 개발 [최종목표] 본 연구의 최종 목표는 고강도 또는 고성능 콘크리트의 기둥에의 적용에 대한 제한 사항을 완화하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 다음 세 가지의 최종 목표를 수립하였다. 1. 현행설계기준상에서 기둥 콘크리트의 고강도화에 제한을 주게 되는 분리타설 콘크리트 강도비 기준 1.4의 적정성 평가 2. 현행설계기준이 가진 제한사항의 완화를 위한 주변부재와 보강재의 구속효과가 반영된 기둥-바닥판 하중전달 설계안 제안 3. 섬유의 보강에 따른 고성능콘크리트의 콘크리트의 파괴 지연 특성 및 주변 부재 배치 특성이 반영된 등가 콘크리트 압축강도의 도출 [연구내용 및 범위] 고층빌딩에 고성능/고강도 콘크리트의 적용이 활성화되면서 기존 설계기준을 적용할 경우 해당 재료의 효율적인 사용이 어려운 경우가 발생한다. 특히, 기둥과 슬래브의 접합면에서 압축강도의 큰 차이가 나타나며, 연속성을 확보하기 위한 설계기준은 60년전에 작성된 것으로 현재의 상황을 반영하고 있지 못하다. 이에 따라 고강도 콘크리트의 사용량이 급격하게 증가하기 시작한 1990년년부터 고강도 콘크리트 기둥과 보통강도 콘크리트 슬래브 사이의 응력전달에 관한 연구가 수행된 바가 있다. 이로부터 20년이 지난 지금, 재료기술의 급격한 발달에 따라 200MPa급의 콘크리트가 개발되고 그 사용처 및 설계법을 제시하기 위한 많은 연구가 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 초고강도 콘크리트의 건축물 시공에 적용 활성화를 위해 1) 고강도 콘크리트의 적용으로 압축강도비가 1.4를 초과하는 기둥-슬래브 접합면의 분리타설 및 기타 보강의 필요성에 대한, 현행설계기준의 적절성에 대해 평가한다. 2) 섬유보강 콘크리트의 적용범위에 따라 발생할 수 있는 추가적 구속효과의 적용 가능성과 적용시의 제한 완화 범위를 설정한다. 3) 섬유의 보강에 따른 구속능력과 철근에 의한 구속능력을 검토한다. 4) 주변부재에 따른 구속효과의 정량화 방안을 검토한다. 5) 해당 평가결과들을 바탕으로 새로운 분리타설 제한 범위를 도출하고 설계의 편의를 위한 등가 콘크리트 강도 추정식과 분리타설시 필요한 추가철근 상세를 도출한다. 해당 연구 내용의 성공적인 수행을 위해 본 연구에서 수행하고자 하는 연구의 주요 범위에 대해 재료 측면에서 살펴보면 1) 콘크리트의 압축강도 : 150 MPa 이하, 2) 철근의 항복강도 : 600 MPa 이하, 3) 슬래브의 압축강도 : 50 MPa 이하 에서 수행하도록 한다. 해당 재료의 강도 범위 내에서 기둥-바닥판 콘크리트 강도 비율을 1~5까지 수행하도록 한다. 최근의 콘크리트의 고성능화를 반영하기 위해 섬유의 효과를 검토하고자 한다. 섬유의 경우 강섬유로 제한하며 해당 섬유의 능력은 콘크리트의 압축시 파괴 지연능력에 초점을 맞춘다. 이 경우 주변부재와의 영향을 별도로 고려하도록 하며, 분리타설 수행시 끊어치기 지역에서 강섬유 보강 콘크리트의 영향을 살피도록 한다. 해당 재료의 범위 내에서 모의 실험 및 실내 실험을 수행하여, 접합부 내에서의 강도의 증진률 크기를 정량화하고 응력의 효과적 전달을 위한 추가 보강재의 양 그리고 등가 압축강도의 크기를 산정하여 차세대 고성능 콘크리트가 반영될 수 있는 설계기준의 기반을 만든다. |
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| 색인어 | 한글 | 분리타설 | 고성능 콘크리트 | 구속효과 | 강섬유 | 상세 완화 |
| 영문 | separated placement(puddling) | High performance Concrete | Confinement Effect | Steel Fiber | alternative detail | |
| 최종보고서 | 01. 최종보고서_보완본_제출.pdf | |||||