본 연구에서는 유한요소해석 D/B를 기반으로 보간식을 산출하여 개활지 폭발현상에 의해 기둥에 작용하는 폭압이력을 예측하는 모델을 개발했다. D/B 구성을 위해 7종류 기둥 너비에 대해 총 70회의 유한요소해석을 수행했다. 제안하는 방법의 성능확인을 위해, 기존에 제시된 경험식 기반의 예측식과의 비교연구를 수행했다. 또한, D/B를 구성하는 point 외의 영역에서의 예측 정확도 확인을 위 해 유한요소해석 결과와의 비교/검증 연구를 추가로 수행했다. 제안하는 방법은 기존의 경험식 기반 예측식에 비해 유한요소해석 결 과와 유사한 결과를 산출함을 확인했다.

초고층 건물의 횡변위 제어를 위하여 사용되는 아웃리거를 기존의 철골 트러스 대신에 철근콘크리트 벽체로 대체할 수 있다. 철근콘크리트 아웃리거 벽체를 외부 기둥에 연결할 경우에는 축력뿐만 아니라 전단력과 모멘트가 외부 기둥에 유발될 수 있다. 본 연구에서는 아웃리거 벽체 외단부의 회전으로 인한 외부 기둥의 전단력을 수식으로 유도하고 그 값을 유한요소해석 결과와 비교하였다. 유한요소해석에서는 층별 연결보의 효과와 전단벽과 아웃리거를 보와 평면응력요소로 모델링한 효과를 분석하였다. 층별 연결보의 효과는 거의 없었으며 평면응력요소는 보요소보다 더 큰 강성을 가진 것으로 해석되었다. 아웃리거 벽체의 외단부 회전으로 인한 외부기둥의 층간 회전각과 전단력은 허용값에 비하여 상당히 작은 값이 발생하였다. 따라서 초고층 건물에 철근콘크리트로 된 아웃리거 벽체를 적용할 경우에도 외부 기둥에 유발되는 전단력과 모멘트에 대하여 별도의 검토를 할 필요는 없을 것으로 판단된다.

To investigate the cyclic characteristics of the retrofitted exterior joints of RC frame with haunch, 70% scaled 6 beam-column exterior joint subassemblies were designed according to design guideline according to 1988 and tested with cyclic loading up to 3.5% story drift ratio. During the experiments axial forces are applied to columns to simulate gravity load. Experimental results shows that the strength of retrofitted specimens was increased steadily until 2.5% story drift ratio and their strengths increased more than 1.7 times of the non-retrofitted in case that main bar was bent away from exterior joint. The joint strength and effective stiffness of the retrofitted specimen was increased and results in more deformation capacity compared to the non-retrofitted.

PPS(Post-tensioned Precast concrete System)공법은 U자형 PC로 제작된 넓은 보와 PC또는 현장 타설 콘크리트로 제작한 기둥으로 구성되며, PC보와 기둥의 일체성 확보를 위하여 프리스트레스를 도입하였다. 본 연구에서는 포스트텐션을 도입한 넓은 보-기둥 접합부의 구조적 특성을 규명하고, 다양한 변수해석이 가능하기 위한 자료를 제공하고자 유한요소해석 프로그램인 ANSYS을 사용하여 비선형 해석을 수행하였다 콘크리트에 대한 해석요소는 8개의 절점을 가지며 각 절점이 3개의 자유도(X, Y, Z축에 대한 병진 변위)를 갖는 Solid 65요소를 사용하였다. Solid 65요소에서 전단전달계수(Shear-Transfer factor)는 실험값에 근사적으로 해석값을 맞추기 위한 영향 계수값으로 균열이 발생하는 위치에 대한 전단강도의 감소를 반영한다. 그 결과, 본 실험체에 대한 해석에서는 열려진 전단전달계수 0.125와 닫혀진 전달계수 0.85에 기초하여 해석한 결과 닫혀진 전단전달계수는 0.85에서 열려진 전단전달계수에서는 0.2일때 가장 실험값에 근사한 해석치를 보였다.

전편의 실험적 연구에 이어서, 기 수행된 4개의 외부 접합부 시험체에 현존하는 여러 강도 예측식을 사용하여 콘크리트 기둥-강재 보 접합부의 내진 성능을 결정하는 패널 전단 및 지압 강도를 평가하였다. 또한, 접합부 패널지역의 변형특성을 묘사할 수 있는 일련의 스프링을 사용한 macro 형태의 해석모델이 논의되었으며, 이에 따라 Drain-2DX 및 IDARC 등의 상용프로그램을 사용하여 접합부의 패널전단 및 지압 파괴형태의 변형을 포함하는 단순해석이 수행되었다. 강도 예측결과에 의하면 본 연구에서 제시하는 수정된 내부 콘크리트 패널 전단 강도식을 포함하고 있는 ASCE 방법이 실험결과에 가장 근접한 것으로 나타났으며, 본 연구에서 검토된 패널지역 변형을 고려한 단순해석모델은 향후 전체 건물해석에 사용할수 있는 것으로 판단되었다.

반복하중을 지지하는 4개의 2/3 크리 접합부 실험을 통하여 콘크리트 기둥 및 강재 보로 구성된 골조에 대한 외부 모멘트 접합부의 이력거동을 조사하였다. 주요 실험 변수는 접합부에 배치된 후프근의 수, 콘크리트만의 전단강도 발현응ㄹ 유도한 접합부 상세, 강재 보 플랜지 상, 하부에 스터드 형태의 전단키를 사용한 상세 등이다. 실험 시 관측된 균열양상, 파괴형상 및 다양한 계측결과에 근거하여 접합부 상세에 따른 각 시험체의 거동이 자세히 기술되었으며, 항복 후 보유강도, 강성저하 정도 및 에너지 소산능력 등이 분석되었다. 실험결과에 의하면, 이들 중 패널 및 인접 기둥 영역에 각각 2개의 후프근을 갖는 시험체 (CF3) 가 가장 우수한 이력응답을 나타냈으며, 이러한 형태의 접합부 상헤는 우리나와 같은 약진 지역에 적합할 것으로 판단되었다.

이 연구에서는 고연성 PET 시트 및 HF(PET+aramid) 스트랜드로 보강한 RC 원형 기둥의 내진 보강 성능에 대하여 실험적으로 비 교·고찰하였다. 고연성 PET 및 HF 스트랜드로 횡 구속된 RC 원형 기둥의 내진 성능 실험결과, 모든 보강 기둥에서 최대 휨 강도 및 연성 능력 모두 무보강 기둥보다 향상되었으며 극한단계에서 섬유의 파단은 발생하지 않았다. 또한 PET 시트 25겹 보강 기둥과 HF 스트랜드 1겹 보강 기 둥의 저항 내력 및 변위가 거의 유사하여 HF 스트랜드 1겹은 PET 시트 약 25겹(동일 폭 기준)과 동일한 횡 구속 효과를 나타내었다. 결과적으로 휨 강도 증진 및 연성 능력 측면에서 PET는 RC 구조물의 내진 보강재로서 적합한 것으로 사료되나 현장적용의 가능성을 높이기 위해서는 이 연구에서 사용된 HF 스트랜드와 같이 많은 양의 섬유를 함유한 제작품과 같이 1겹으로 다수 PET 시트의 성능 효과를 내는 재료가 필요할 것으 로 사료된다. 한편 PET의 내구성에 대해서는 별도의 연구가 필요하며 현재 연구가 진행중이다.

The purpose of this study is to evaluate the effect of steel fiber reinforced concrete on structural performance when applied to joints. For this purpose, the development length was designed not to satisfy the concrete structure criterion. Experimental results show that the maximum strength of steel fiber reinforced concrete increases by about 12% in the direction of the settling force. Also, due to the increase of the tensile strength of the concrete, the strength of the cracks increased by 33% in the positive direction.

In this study, experimental research was carried out to improve the seismic performance of reinforced concrete exterior beam-column joint regions using replacing recycled coarse aggregate with hybrid fiber (steel fiber+PVA fiber) in existing reinforced concrete building. Therefore it was constructed and tested seven specimens retrofitting the beam-column joint regions using such retrofitting materials. Specimens, designed by retrofitting the beam-column joint regions of reinforced concrete building, were showed the stable failure mode and increase of load-carrying capacity due to the effect of crack control at the times of initial loading and bridge of retrofitting hybrid fiber during testing. Specimens BCJGPSR series, designed by the retrofitting of replacing recycled coarse aggregate with hybrid fiber in reinforecd beam-column joint regions were increased its maximum load carrying capacity by 1.01~1.04 times and its energy dissipation capacity by 1.06~1.29 times in comparison with standard specimen BCJS. Also, specimen BCJGPSR1 were increased its energy dissipation capacity by 1.33~1.65 times in comparison with specimens BCJS, BCJP and BCJGPR series for a displacement ductility of 9.

In this study, experimental research was carried out to evaluate and improve the seismic performance of reinforced concrete beam-column joint regions using strengthening materials (CFRP sheet, AFRP sheet, embedded CFRP rod) in existing reinforced concrete structure. Therefore it was constructed and tested seven specimens retrofitting the beam-column joint regions using such retrofitting materials. Specimens, designed by retrofitting the beam-column joint regions of existing reinforced concrete structure, were showed the stable failure mode and increase of load-carrying capacity due to the effect of crack control at the times of initial loading and confinement of retrofitting materials during testing. Specimens LBCJ-CRUS, designed by the retrofitting of CFRP Rod and CFRP Sheet in reinforecd beam-column joint regions were increased its maximum load carrying capacity by 1.54 times and its energy dissipation capacity by 2.36 times in comparison with standard specimen LBCJ for a displacement ductility of 4 and 7. And Specimens LBCJ-CS, LBCJ-AF series were increased its energy dissipation capacity each by 2.04~2.34, 1.63~3.02 times in comparison with standard specimen LBCJ for a displacement ductility of 7.

일반적으로 철근콘크리트 구조물에서는 철근의 정착을 위하여 갈고리 철근을 주로 사용하고 있다. 원전 구조물과 같은 특수 구조물에 갈고리 철근을 사용할 경우, 배근되는 철근간의 간섭이 심해져 배근이 어려워지며, 조밀한 배근 간격으로 인하여 콘크리트 타설이 어려지는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 원전 구조물에 대한 확대머리철근의 적용이 필요하다. 현행 구조설계기준에서는 철근의 직경, 항복강도 등에 대하여 확대머리철근의 적용범위에 제한을 두고 있다. 현행 기준으로는 대구경 확대머리철근에 대한 적용이 사실 상 어렵다. 이에 따라 본 연구에서는 대구경 확대머리철근의 정착 성능 평가 및 원전구조물에 대한 적용성 평가를 위하여, 대구경 확대머리철근을 적용한 외부 보-기둥접합부 실험을 수행하였다. 실험체는 확대머리철근의 정착길이, 측면피복두께, 횡보강근 및 파괴유형을 실험변수 설정하여 설계하였으며, 반복하중을 가력하여 외부 보-기둥접합부의 성능평가를 수행하였다. 성능평가 결과, 정착성능에 큰 영향을 미치는 요인은 측면피복두께 및 횡보강근 지수임을 확인할 수 있었으며, 외부 보-기둥접합부에서 대구경 확대머리철근은 충분한 정착성능을 보여줌을 확인할 수 있었다.

이 논문은 고강도 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부의 실험결과를 보고한 것이다. 실험체의 주요 실험변수는 접합부 파괴모드, 콘크리트 압축강도, 철근의 정착 방법이다. 모든 실험체는 ACI 352R-02 기준에 바탕을 두어 J파괴와 BJ파괴가 되도록 계획하였다. 주철근은 90도 표준갈고리로 하거나 확대머리철근으로 하였다. 실험결과는 콘크리트 압축강도에 제한되는 현행 ACI 설계 기준식이 고강도 콘크리트를 사용한 보-기둥 접합부의 강도를 다소 과소평가하고 있음을 보여준다. 또한 확대머리철근을 가진 J파괴형 보-기둥 접합부의 강도는 표준갈고리를 가진 접합부보다 약 10% 이상 높게 평가되었다.

실험에서는 스틸밴드로 외부보강된 철근콘크리트 부재의 부착강도에 관한 연구를 진행하였으며 총 9개의 실험체를 제작하여 인발 실험을 실시하였다.실험결과 스틸밴드의 수와 초기응력의 증가에 따라 부착강도는 증가하는 것으로 나타났다. 이것은 스틸밴드에 의해 가해지는 긴장력으로부터 철근과 콘크리트간 횡방향에 의한 구속력 증가로 판단된다. 변수로한 실험결과들을 통하여 스틸밴드로 외부보강된 철근콘크리트 부재에 관한 부착강도 산정식을 검토하였다.

In this study, experimental research was carried out to improve and evaluate the seismic performance of reinforced exterior concrete beam-column joint strengthened with different anchorage length of embedded CFRP Rods in existing reinforced concrete building. Test result shows that retrofitting specimen(RBCJ-SR2T1, SR2T2) designed by the improvement of seismic performance of reinforced concrete beam-column joints, maximum load-carrying capacities were increased 2.24 ~ 2.24 times in comparison with the standard specimen(RBCJC). Also, retrofitting specimens showed stable hysteretic behavior compared to the standard specimen(RBCJC).

본 연구에서는 기존 철근콘크리트 건물의 보-기둥 접합부의 내진성능의 개선을 위해 보-기둥 접합부 영역을 FRP보강재(매입형 CFRP Rod, CFRP시트)를 사용하여 보강한 후 내진성능을 평가하였다. 총 6개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 내진성능을 평가하였으며, 본 연구의 실험결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 기존 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 접합부 영역을 보강한 결과, 초기 재하시 접합부 영역의 균열억제 효과와 재하 전 과정을 통하여 보강재의 구속효과로 인하여 균열억제 효과가 커서 안정적인 파괴형태 및 내력향상 효과를 나타내었다. 매입형 CFRP Rod와 CFRP시트를 활용한 RC 외부 보-기둥 접합부 실험체 RBCJ-SRC2는 표준실험체 RBCJ와 비교하여 변위연성4, 7에서 각각 최대 내력은 1.97배, 에너지소산능력은 2.08배 증가하였다. 또한, 실험체 RBCJ-SR시리즈와 비교하여 최대내력이 1.09~1.11배 증가하였다. 그리고 실험체 RBCJ-CS, RBCJ-SR시리즈, RBCJ-SRC2는 변위연성 5, 6에서 표준실험체 RBCJ 보다 에너지소산능력이 1.10~2.30배 증가하였다. 그리고 에너지소산능력은 변위연성 4에서 13.0~14.4% 증가하였다.

In this Study, the dynamic movement of concrete bounded by steel-band on reinforced-concrete column the external sides of which were reinforced by steel band has been evaluated as a case of post-tension engineering. Total five different experimental objectives were made and the rate of deformation of each binding concrete depending on different binding power forced to steel-band and locations of primary roots and different interval distances between reinforcing materials been checked.

In this study, experimental research was carried out to study the high strength RC exterior beam-column joints regions using reinforcing detailings and high ductile fiber-reinforced mortar. Test results showed that specimen BCJISP were increased th maximum load-carrying capacity and showed stable hysteresis behavior and satisfactory crack pattern in comparison with th standard specimen BCJC.

In this study, experimental research was carried out to study the high strength RC exterior beam-column joints regions, without the shear reinforcement, using high ductile fiber-reinforced mortar. Test results showed that specimen BCJNSP1.0 were increased th maximum load-carrying capacity and showed stable hysteresis behavior and satisfactory crack pattern in comparison with th specimen BCJNS without shear reinforcement in the beam-column joint region.

In this study, experimental research was carried out to study the high strength RC exterior beam-column joints regions, without the shear reinforcement, using high ductile fiber-reinforced mortar. Specimens designed by retrofitting the exterior beam-column joint regions of existing reinforced concrete building showed a stable mode of failure and an increase in shear strength capacity due to the effect of enhancing dispersion of crack control at the time of initial loading and bridging of fiber from retrofitting new high ductile materials during testing.

철근콘크리트 보-기둥 접합부는 철근의 복합적인 배근으로 인하여 시공성이 저하되고 철근의 정착공간이 협소하여 정착파괴가 발생할 가능성이 높다. 또한 지진하중 하에서 기둥 또는 접합부의 파괴는 구조물 전체의 파괴를 야기할 수 있기 때문에 기둥 표면에서 일정한 거리이상 떨어진 보에 소성힌지를 발생시켜 보의 파괴가 선행된 후에 기둥 및 접합부가 파괴되는 강기둥-약보의 설계 개념을 적용하여 구조물의 안전성을 확보하고 있다. 본 연구에서는 이러한 접합부의 강도 증가 및 시공성 향상을 도모하고 소성힌지를 보의 내측방향으로 이동시키기 위한 방안으로 보 주인장 철근과 접합부 보강 철근으로 헤디드 바를 활용하고자 하였다. 이를 위해 헤디드 바로 보강된 철근콘크리트 보-기둥 접합부에 대해 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 해석결과의 정확성을 검증하기 위하여 선행연구자에 의해 실험된 부재와 동일한 변수에 대한 해석을 수행하여 그 결과를 비교하였으며, 헤디드바의 우수성을 확인하기 위한 변수를 추가하여 해석을 수행하였다. 해석결과 보 주인장 철근의 정착방법으로 헤디드 바를 사용함으로써 유사한 구조성능 하에서 시공성 향상을 도모할 수 있음을 확인하였다. 또한 헤디드 바를 접합부에 보강함으로써 설계자가 의도한 위치에 소성힌지를 발생시킬 수 있었으며, 주기하중 하에서 에너지 소산능력의 증가, 강성 감소의 최소화 및 극한응력을 향상시키는 결과를 얻었다.