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표제지
(국문초록)
목차
제1장 서론 15
1.1. 연구의 배경 및 목적 15
1.2. 연구의 구성 및 진행 17
1.3. 연구동향 18
1.3.1. 국내 연구 동향 18
1.3.2. 국외 연구동향 19
1.3.3. 연구 동향 분석 20
제2장 이론적 고찰 21
2.1. 기존 슬래브 비교 21
2.1.1. 중공관 슬래브 21
2.1.2. 철선트러스를 이용한 데크플레이트 슬래브(Deck Plate Slab) 21
2.1.3. 하프 PC 슬래브(Half PC Slab) 22
2.1.4. 철근 선조립 무지보 슬래프 폼 공법(ABM Form Slab) 22
2.1.5. 중공형 격자 무량판 슬래브 공법 23
2.2. 신공법 개요 24
2.2.1. 기술개발의 배경 24
2.2.2. Void Deck Slab System (VDS System) 24
2.2.3. 시공방법 26
2.3. 일반슬래브와 중공슬래브의 이론적 비교 28
2.4. 중공슬래브 설계 기법 30
제3장 실험계획 및 방법 32
3.1. 실험계획 32
3.2. 실험체 제작 38
3.3. 재료시험 39
3.3.1. 콘크리트 39
3.3.2. 철근 39
3.3.3. 데크플레이트 40
3.4. 실험기기 제원 40
3.5. 실험방법 41
3.5.1. 진동실험 41
3.5.2. 휨실험 42
제4장 실험결과 및 분석 44
4.1. 진동실험 44
4.1.1. 진동실험 결과 44
4.1.2. 실험체별 단면2차모멘트 53
4.1.3. 실험체별 강성 55
4.2. 휨실험 57
4.2.1. 파괴양상 57
4.2.2. 하중-변위 곡선 66
4.2.3. 휨실험 분석 86
제5장 결론 92
참고문헌 94
부록 97
(Abstract) 109
그림 1.1. 연구 흐름도 17
그림 1.2. 기존 중공 슬래브 19
그림 2.1. 중공관 슬래브의 개념도 21
그림 2.2. 데크 플레이트 슬래브 개념도 21
그림 2.3. 하프 PC 슬래브 개념도 및 시공 사진 22
그림 2.4. 무지보 슬래브 폼 공법 개념도 및 현장 사진 22
그림 2.5. 중공형 격자 무량판 슬래브 공법의 개념도 및 적용 플라스틱 볼 23
그림 2.6. Void Deck Slab System의 개요 25
그림 2.7. Void Deck Slab System의 시공단면도 25
그림 2.8. T형 데크플레이트와 경량성형재 조립도 26
그림 2.9. VDS System 시공과정 27
그림 2.10. 경량성형재의 형상 28
그림 2.11. 변형율 적합 방법 31
그림 3.1. 실험체 단면 및 표기방법 32
그림 3.2. 변수별 실험체 단면 형상 37
그림 3.3. 실험체 제작 38
그림 3.4. 진동실험 설치 도면 41
그림 3.5. 진동실험 설치 모습 42
그림 3.6. 휨실험 설치 도면 43
그림 3.7. 휨실험 설치 모습 43
그림 4.1. 가속도 측정기 설치 위치 44
그림 4.2. VD-300 - I 실험체의 시간이력곡선 45
그림 4.3. VD-300 - I 실험체의 고유진동수 45
그림 4.4. VD-300 - II 실험체의 시간이력곡선 46
그림 4.5. VD-300 - II 실험체의 고유진동수 46
그림 4.6. V-300 실험체의 시간이력곡선 47
그림 4.7. V-300 실험체의 고유진동수 47
그림 4.8. RC-300 실험체의 시간이력곡선 48
그림 4.9. RC-300 실험체의 고유진동수 48
그림 4.10. VD-400 - I 실험체의 시간이력곡선 49
그림 4.11. VD-400 - I 실험체의 고유진동수 49
그림 4.12. VD-400 - II 실험체의 시간이력곡선 50
그림 4.13. VD-400 - II 실험체의 고유진동수 50
그림 4.14. V-400 실험체의 시간이력곡선 51
그림 4.15. V-400 실험체의 고유진동수 51
그림 4.16. RC-400 실험체의 시간이력곡선 52
그림 4.17. RC-400 실험체의 고유진동수 52
그림 4.18. VD-300-I 실험체의 실험 종료 후 파괴양상 58
그림 4.19. VD-300-I 실험체의 실험 종료 후 균열상황 58
그림 4.20. VD-300-II 실험체의 실험 종료 후 파괴양상 59
그림 4.21. VD-300-II 실험체의 실험 종료 후 균열상황 59
그림 4.22. V-300 실험체의 실험 종료 후 파괴양상 60
그림 4.23. V-300 실험체의 실험 종료 후 균열상황 60
그림 4.24. RC-300 실험체의 실험 종료 후 파괴양상 61
그림 4.25. RC-300 실험체의 실험 종료 후 균열상황 61
그림 4.26. VD-400-I 실험체의 실험 종료 후 파괴양상 62
그림 4.27. VD-400-I 실험체의 실험 종료 후 균열상황 62
그림 4.28. VD-400-II 실험체의 실험 종료 후 파괴양상 63
그림 4.29. VD-400-II 실험체의 실험 종료 후 균열상황 63
그림 4.30. V-400 실험체의 실험 종료 후 파괴양상 64
그림 4.31. V-400 실험체의 실험 종료 후 균열상황 64
그림 4.32. RC-400 실험체의 실험 종료 후 파괴양상 65
그림 4.33. RC-400 실험체의 실험 종료 후 균열상황 65
그림 4.34. VD-300-I 실험체의 하중-변위 곡선 70
그림 4.35. VD-300-I 실험체의 하중-변형률 곡선 71
그림 4.36. VD-300-II 실험체의 하중-변위 곡선 72
그림 4.37. VD-300-II 실험체의 하중-변형률 곡선 73
그림 4.38. V-300 실험체의 하중-변위 곡선 74
그림 4.39. V-300 실험체의 하중-변형률 곡선 75
그림 4.40. RC-300 실험체의 하중-변위 곡선 76
그림 4.41. RC-300 실험체의 하중-변형률 곡선 77
그림 4.42. VD-400-I 실험체의 하중-변위 곡선 78
그림 4.43. VD-400-I 실험체의 하중-변형률 곡선 79
그림 4.44. VD-400-II 실험체의 하중-변위 곡선 80
그림 4.45. VD-400-II 실험체의 하중-변형률 곡선 81
그림 4.46. V-400 실험체의 하중-변위 곡선 82
그림 4.47. V-400 실험체의 하중-변형률 곡선 83
그림 4.48. RC-400 실험체의 하중-변위 곡선 84
그림 4.49. RC-400 실험체의 하중-변형률 곡선 85
그림 4.50. 경량성형재의 유·무에 따른 하중-변위곡선 비교(H=300mm) 86
그림 4.51. 경량성형재의 유·무에 따른 하중-변위곡선 비교(H=400mm) 87
그림 4.52. 데크플레이트와 경량성형재 조립체의 유·무에 따른 하중-변위곡선 비교(H=300mm) 88
그림 4.53. 데크플레이트와 경량성형재 조립체의 유·무에 따른 하중-변위곡선 비교(H=400mm) 89
그림 4.54. 중공슬래브의 인장철근 변화에 따른 하중-변위곡선 비교(H=300mm) 90
그림 4.55. 중공슬래브의 인장철근 변화에 따른 하중-변위곡선 비교(H=400mm) 91
초록보기
철근콘크리트 구조는 압축강도가 우수한 콘크리트와 인장강도가 높은 철근을 함께 활용하는 복합구조로서 구조체의 형상을 자유롭게 할 수 있고 강재보다 저렴하여 대부분의 건축물에 사용되고 있다. 건축물을 이루고 있는 부재 중 슬래브는 공간형성에 있어 매우 중요한 구조부재이며, 콘크리트 소요 물량이 가장 큰 부재이다. 최근 주거환경에 대한 관심이 높아지고, 건물의 경간이 길어짐에 따라 슬래브의 처짐, 소음, 진동 등을 줄이고자 슬래브의 두께를 증가시키고 있는 추세이다.
하지만 슬래브의 두께가 증가되면, 슬래브의 중량이 증가될 뿐만이 아니라 기둥, 벽, 기초 등과 같은 수직부재의 크기가 증가되기 때문에 건축물 전체의 중량이 증가되어 건축물의 경제성을 떨어뜨리고, 지진하중을 증가시켜 건축물에 있어 부정적인 요인으로 작용한다.
이에 슬래브의 자중을 경감시킬 목적으로 중공슬래브 공법이 제안되었다. 중공슬래브 공법은 슬래브의 휨성능에 영향을 적게 미치는 복부 부분에 중공을 형성함으로써 슬래브의 강도와 강성을 유지하여 효율적이고 경제적인 건물설계를 가능하게 하는 구조시스템으로 주목받고 있다.
하지만 기존 중공슬래브 공법은 중공재의 침하방지와 부력방지를 위한, 보조철물의 추가 및 작업량이 많아지는 단점이 있었다. 이를 보완하기 위하여 T형 데크플레이트에 경량성형재를 결합장치로 조립하여 사용하는 중공슬래브 공법이 개발되었다.
본 연구에서는 데크플레이트와 경량성형재 조립체를 사용한 중공슬래브의 구조성능을 구명하기 위하여 경량성형재, 데크플레이트, 인장철근, 슬래브의 두께 등을 주요변수로 하는 휨실험과 진동실험을 수행하였다. 실험 결과에 근거하여 현행 설계기준에의 경량성형재를 사용한 중공슬래브에 대한 적용 가능성을 검토하고 다음과 같은 결론을 얻었다.
(1) 모든 경량성형재를 사용한 중공슬래브는 공칭강도보다 높은 강도에서 항복하였으며, 데크플레이트와 경량성형재 조립체를 사용한 두께 400mm의 인장철근을 과다설계한 VD-400-Ⅱ 실험체를 제외하고는 충분한 연성능력을 보유하고 있는 것으로 판단된다. 이에 따라 철근콘크리트 슬래브의 현행 설계기준의 공칭강도에 대한 규정을 사용하여 경량성형재를 사용한 중공슬래브의 휨강도 설계를 수행할 수 있는 것으로 판단된다.
(2) 경량성형재를 사용한 중공슬래브의 단면성능은 일반적인 철근콘크리트 부재와 같이 하중의 크기에 따라 균열을 고려하지 않거나, 균열을 고려하여 예상된 결과와 유사한 단면성능을 가지는 것으로 확인되었다. 이 결과에 근거하여 중공슬래브의 균열, 처짐 및 진동 등의 사용성 검토를 위하여 현행 설계기준을 적용할 수 있을 것으로 사료된다.
(3) 경량성형재를 사용한 중공슬래브는 일반적인 철근콘크리트 슬래브에 비하여 자중은 작지만 강성은 뛰어나기 때문에 경간을 증가할 수 있고, 철근과 콘크리트량을 감소시키며, 또한 고정하중의 감소분만큼 하중저항능력이 증가할 것으로 판단된다.MARC 보기
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