최근 건축물의 보수보강 및 리모델링 시 구조부재를 부착하거나 고정하는 데 있어서 시공의 유연성 및 용이성으로 후설치 확장앵커의 사용량이 점점 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 현장에서 비교적 용이하게 시공할 수 있는 후설치 확장앵커를 대상으로 비균열 무근콘크리트에 매입한 확장앵커의 연단거리 및 앵커간격를 변수로 한 전단실험을 통하여 확장앵 커의 전단내력과 하중-변위관계를 분석하였다. 실험결과 연단거리 및 앵커간격에 비례하여 일정비율로 전단내력이 상승하였으며, 파괴모드는 강재앵커 파괴 및 콘크리트 파괴로 각각 나타났다. 그리고 실험결과를 ACI318-19 및 CCD설계기준과 비교분석 하였으며, 향후 보다 합리적인 후설치 확장앵커의 최적설계를 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

Tensile load tests were conducted on High-Shear Ring Anchors (HRAs) after shear load had been applied to the HRAs, which had been developed to reduce the number of the anchors. Test variables include the embedment length of the rod and the width of the specimens and a total of 12 specimens were tested. Test results show that the HRAs pulled out due to bond failure or steel failure occurred in case that the HRAs were installed to the members with 300mm or greater width and the embedment length of 160mm (the actual embedment of rod is 140mm) or deeper. Except 4 HRAs showing steel failure of rod, the minimum and average of test-to-prediction by ACI 318-14 ratios are 1.18 and 1.79, respectively. The tensile strength of HRAs, after shear load was applied to the HRAs, can be safely evaluated by the minimum among the concrete breakout strength and bond strength with the actual embedment length of the rod.

본 연구에서는 기계식 후설치앵커 중 비틀림 제어 확장 앵커를 비균열콘크리트에 설치한 것으로 연구범위를 국한하고, 슬리브와 헤더를 개선한 국내 A사의 앵커를 시험대상으로 선정하여 콘크리트 강도와 앵커의 유효 묻힘깊이에 따른 단일앵커에 대한 인발시험을 수행하였다. 시험결과를 나타낸 것으로 모든 시험체 군에서 변동계수 15%이내의 성능을 나타내었고 이러한 결과로 볼 때 후설치앵커의 성능은 만족하고 있는 것으로 판단된다.

콘크리트용 후설치앵커는 설치조건에 민감하여 이에 따라 성능이 다르게 발현될 수 있으며, 구조적 특성상 해당 시험을 통해 성능을 검증하여야 한다. 그러므로 안전성 확보를 위해서 후설치앵커의 설계 시에는 실제 현장 설치조건에 맞는 성능 값을 적용하여야 하며, 설치 시에는 설계 시 고려한 조건들을 준수하여 적합한 설치방법에 따라 설치하여야 한다. 이에 본 연구에서는 설치조건에 따른 후설치앵커의 성능 변화를 분석하였다.

교량에서의 후설치 앵커는 시공 중 또는 유지관리시 주요 부재 또는 부대시설의 설치를 위하여 제한적으로 적용되고 있다. 본 고에서는 후설치 앵커를 적용한 대표적인 사례 중 하나인 교량 점검시설의 설계와 시공 사례를 소개한다. 지금까지 교량의 점검시설은 하부구조와 상부구조 콘크리트가 경화된 이후에 앵커 구멍을 뚫은 후 앵커를 고정하는 방식으로 앵커 시스템이 구성된다. 따라서 이러한 시공 과정을 고려하여 설계하고, 시공하게 된다. 그러나 실 교량에서 콘크리트 부재에는 철근이 배치되어 있고, 표면 또한 요철이 있는 경우가 있으며, 작업 여건이 양호하지 않기 때문에 부적절한 시공 사례도 빈번 하게 나타난다.

후설치앵커는 굳은 콘크리트 부재에 설치되어 구조 부재간의 하중 전달 또는 비구조요소의 하중을 구조부재로 전달하는데 사용된다. 국내 후설치앵커는 2007년 콘크리트구조기준 개정에 처음 신설되었으며 기계식 후설치앵커의 설계법만 규정하였다. 2018년 10월 기준 개정에서는 부착식 후설치앵커 설계법도 추가되었으며 특히 부록에서 본문 22장으로 이동하였다. 2020 년 국가건설기준으로 반영되면 법적 기준의 지위를 갖게된다. 내진보강, 구조보강, 증축 및 리모델링을 비로한 구조 요소간 접합뿐 아니라 기계전기설비와 마감재 등 비구조요소를 구조부재에 연결에도 후설치앵커가 많이 사용된다. 이 연구에서는 구조기준의 개정사항을 분석하여 안전하고 경제적인 후설치앵커 설계방법을 제시하고자 한다.

건축물의 보수 및 리모델링시 시공의 유연성과 용이성으로 후설치 앵커를 적용하고 있으나, 시공시간이 많이 걸리며 설계 자료가 없는 세트앵커를 적용하고 있다. 국내의 콘크리트 구조설계기준은 ACI 318을 준용하고 있어 동적 전단하중을 받는 앵커는 정적강도의 75%로 규정하며, 균열 및 비균열 콘크리트의 정적 전단강도는 동일하게 적용하고 있는 실정이다. 또한 미국(ACI 355.2), 유럽(ETAG 001)의 동적하중에 대한 전단강도는 지진모의 실험을 통하여 산출하고 있다.

Anchors used in concrete structures are classified into cast-in-place anchors and post-installed anchors. At post-installed anchors, the effective embedment depth, measured from the concrete surface to the deepest point, is an important variable to grasp the performance of anchors. Because effective embedment depth is depth to transmit force to the concrete. In this study, we conducted pull-out test of M12 and M16 post-installed anchors, evaluated the performance of anchors.

Anchors used in concrete structures are classified into cast-in-place anchors and post-installed anchors. At post-installed anchors, the effective embedment depth, measured from the concrete surface to the deepest point, is an important variable to grasp the performance of anchors. Because effective embedment depth is depth to transmit force to the concrete. In this study, we conducted pull-out test of M12 and M16 post-installed anchors, evaluated the performance of anchors.

콘크리트용 후설치 세트앵커는 콘크리트가 경화된 후에 설치되는 앵커이며 시공 장비의 발달과 시공의 유연성 및 용이성으로 사용량이 증가하고 있는 실정이다. 전단하중을 받는 앵커는 강재 파괴, 콘크리트 파열파괴, 콘크리트 프라이아웃 파괴 등의 대표적인 파괴모드를 보 인다. 본 연구에서는 매입깊이, 연단거리 및 콘크리트 강도를 변수로 한 세트앵커의 실험 및 유한요소 해석 결과를 통하여 콘크리트에 매입 된 저하중용 후설치 세트앵커의 전단 파괴거동에 미치는 영향을 규명하는 것을 그 목적으로 한다. 매입깊이 변수의 실험 결과 매입깊이가 얕을수록 콘크리트 강도의 영향이 큰 것으로 나타났다. 연단거리 변수의 실험 결과 동일한 파괴모드를 보이면서 콘크리트 강도의 영향이 크지 않은 것으로 나타났다. 강재 파괴가 발생한 실험 결과를 비교해 보았을 때 콘크리트 강도가 클수록 변위가 상대적으로 더 작게 나타났다.

In case of Enlargement method using Post-installed Anchors, mechanical expansion anchors were resisting tensile and shear force of Modular extension structure in exist building. The purpose of this study is to investigate cyclic load shear strength of Post-installed Anchor on 16 MPa low strength Concrete under less than standard effective depth(hef). The fracture pattern of the specimens in cyclic load shear tests was steel failure of anchor and the strength showed 19% less than that of the design strength on test anchor manufacturer.

최근 토목구조물의 보수. 보강 및 리모델링시 구조부재를 부착시키거나 고정하는데 있어서 시공의 유연성 및 용이성으로 후설치 앵커의사용량이 증가하고 있는 실정이지만 현재 우리나라에서는 설계자와 시공자가 신뢰할 수 있는 명확한 설계기준이 없는 상태로서 외국의 설계기준에 의존하고 있는 실정이다. 무근콘크리트에 매입된 앵커에 인발하중이 작용할 때 앵커의 다양한 파괴모드는 콘크리트 파괴, 쪼갬파괴, 강재파괴, 뽑힘파괴 및 측면파괴가 발생한다. 이것은 강재의 인장 강도, 콘크리트 강도, 매입 깊이, 앵커 간격, 연단거리와 인접 앵커의존재에 따라 달라진다. 본 연구에서는 매입깊이, 앵커간격 및 연단거리를 변수로 한 후설치 콘크리트 세트앵커의 인발파괴실험을 통하여무근콘크리트에 매입된 후설치 세트앵커의 인발거동에 미치는 영향을 규명하는 것을 그 목적으로 한다.