To overcome the weakness of spread foundation in large space structure, the research of precast pile for replace spread foundation have been conducted. The new type of joint between PHC pile and steel column is named HAT Joint(Hollow hAlf-sphere cast-sTeel Joint). It connected PHC Pile by bolt that verification of bolt connection should be accomplished. In this paper, pull-out test and flexural performance for HAT Joint to verifying the bolt connection is explained. As a result, the pull-out and flexural capacities of bolt were checked to use in real structure. Furthermore, the equation of pull-out strength was proposed.

본 연구에서는 대공간 구조물에 보편적으로 사용되는 직접기초의 단점을 보완하기위해 PHC 파일기초와 철골기둥의 접합부에 대한 개발을 진행하였다. 기존의 제안된 접합부들이 플레이트를 이용하여 휨으로 인한 처짐을 막기 위해 해당 부분에 과도한 보강이 필요한 것과는 달리, 개발된 반구형 접합부(HAT Joint)는 반구의 형상으로 인해 기둥에서 파일로 전달되는 하중이 축력으로만 작용하게 되어 휨에 대한 우려를 최소화 하였다. 또한 H형강용 기본 타입인 H-Type 외에도 각형, 원형, 왕형 철골기둥에 설치가 가능하도록 다양화 하였다. HAT Joint는 공장에서 상부 철골 기둥의 일부와 결합된 상태로 현장에 운반되어 PHC 파일과 볼트로 결합하게 되므로 공기 단축 및 시공품질 관리 향상에 큰 이점이 있다. 기둥과 기초파일의 접합부인 HAT Joint는 압축력과 휨에 대해서 성능이 검증되어야 한다. 압축력은 φ1000 PHC파일의 허용압축강도인 967ton의 1.5배인 1500ton을 충분히 만족하는 것을 실험을 통해 확인하였다. 본 연구에서는 시공 시의 현장상황 혹은 갑작스러운 지진 등 예상하지 못한 횡하중에 대한 안정성을 검토하기 위하여 휨 실험을 통해 성능을 검증하였다. 실험은 두 개의 PHC파일과 연결된 접합부의 철골 기둥을 연결하여 그 중심점을 가력하는 형태로 성능평가를 진행하였다. 이를 통해 개발한 접합부가 압축 성능뿐만 아니라 휨에 대한 성능도 만족하였음을 검증하고자 한다.

선행 연구를 통해 개발된 반구형 접합부(HAT Joint)는 상부 하중이 축력으로만 기둥에서 PHC 파일로 전달되도록 한다. 이는 하중 전달 메커니즘이 단순하지 못해 휨 발생의 문제가 있는 기존 접합부의 단점을 보완한다. 또한 PHC파일과 철골기둥을 보다 빠른 기간 내에 연결이 가능하도록 해주어서, 공기 단축 및 시공의 편리함으로 인해 야기되는 경제성 또한 뛰어날 것으로 기대된다. 본 연구에서는 PHC파일과 철골기둥을 연결하는 반구형 접합부(HAT Joint)의 실제 시공 프로세스와 이로 인해 얻을 수 있는 경제성을 검토하였다. HAT Joint는 PHC파일과 현장에서 볼트로 설치되므로 이에 맞는 시공 프로세스가 요구된다. 우선적으로 HAT Joint와 상부 기둥의 일부는 공장에서 접합하여 시공 현장으로 이동된다. 현장에서 말뚝기초로 사용된 PHC 파일은 절단 후 파일캡을 이용한 절단면 보완을 통해 균일한 높이로 조절한다. 파일캡과 PHC파일, 그리고 파일캡과 HAT Joint는 각각 볼트로 결합된다. 경제성 검토는 실제 현장의 시공 방법 변경을 통해 비교하였으며, 이러한 단축효과를 여러 현장 케이스들을 통해 확인하였다. 또한 공기 단축 효과에 따른 경제성을 실질적으로 확인하고자 시공 중인 현장의 일부분을 대체하여 기존 습식 시공방법보다 유리함을 검증하고자 한다.