강구조 재사용 시스템을 위한 PC 슬래브 접합부의 구조성능 및 손상도평가

국문 초록 (Abstract)

최근 전세계적으로 환경적 패러다임으로 전환되어지고 있다. 건축분야에서도 활발한 활동이 진행되고 있고, 건축구조분야에서는 구조물의 장수명화를 실현시키는 것이 가장 중요한 과제이다. 따라서 강구조 시스템의 재사용을 위하여 강재기둥과 보를 탈부착이 용이하게 하기 위한 연구가 국내·외에서 활발하게 연구되고 있다. 이러한 재사용 시스템을 실용화시키기 위해서는 슬래브 시스템에 관한 연구도 수행되어져야 한다.
따라서 본 연구에서는 휨 실험을 통하여 기본 슬래브의 구조성능이 안정하다는 것을 확인하였고, 기본 슬래브에 실험변수인 강관(A/B-type)과 정착방법(Stud, Hoop)을 다르게 한 접합부를 삽입하여 횡방향 하중을 반복 재하를 수행했다. 이를 통해 접합부에 따른 구조거동과 파괴양상, 초기 균열 강도와 최대인장강도, 강성의 저하와 에너지 흡수능력 등을 강성의 형상과 정착철근의 형상과 개수에 따라 조사하여 슬래브의 재사용 가능 여부에 대해 판단하였다.
또한, 손상 후의 슬래브의 강성 저하율을 조사하기 위하여 반복하중의 각 사이클의 전·후에서 가진을 주고 진동수를 산출했다. 모든 실험체의 가력 전 진동수는 모두 고주파의 기본진동모드를 나타나는데 이를 통해 슬래브 자체 강성이 매우 크다고 판단되었고, 하중 가력 후 진동수의 변화율을 통해서 볼 때, 모든 실험체가 진동수가 약 5 % 이내로 감소했고, 강관 형상에 따라서 큰 영향을 받지 않치만 강관이 없는 경우에는 낮은 강성이 나타났고, 정착철근의 경우에는 단면적에 영향을 받는 것을 확인했다.
이러한 실험을 통해 모든 실험체가 접합부가 먼전 파단이 선행되어 슬래브 자체의 손상은 크게 발생하지 않았다고 판단되어, 재사용이 가능하다고 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Lately, the paradigm is changed for the environment paradigm all over the world. In the construction field, especially on structural engineering, it becomes an important issue that to extend lifetime of building. To make reusable steel structure systems, active studies are executed on easily detachable joints of steel columns and beams. Therefore, a study on detachable joints of slabs should also be executed to realize reusable steel structure systems.
This study confirm the stability of the basic PC slab by bending test, which is standing for evaluating the structural performance of PC slab. The reversed lateral load test is executed to evaluate the structural performance about joints of PC slab, which consist of different type of steel pipes(A/B-type) and anchoring method(stud/hoop). Through this, structural behavior, initial crack, maximum tensile strength, stiffness reductions and energy absorbing ability depending on joint’s details are investigated to make a judgement about reusability of PC slab.
Futhermore, to investigate stiffness reductions of each slab, the measurement of slab frequencies by applying vibration on before and after each repeated load cycle. The slabs have high-stiffness because all specimens showed tendency of a fundamental mode of high-frequency. After this experiment. According to the changed rate of frequency, all specimen’s frequencies reduced about 5%. The specimens without a steel pipe had low-stiffness after experiment. The shapes of steel pipes did not make notable differences. Anchoring rebars were effected by sectional area.
In conclusion, PC slab system which provided by this paper is available to reuse because failure of joint is prior to failure of slab.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구의 배경 1
• 1.2 연구의 목적 및 방법 9
• 제 2 장 기존연구동향 11
• 2.1 Adaptable Building System 11
• 2.2 진동 평가를 통한 손상도 평가 24
• 제 3 장 재사용 가능한 슬래브 시스템의 접합부 설계 고안 29
• 3.1 설계 개념 29
• 3.2 진동 평가를 이용한 손상도 평가 방법 30
• 제 4 장 구조성능평가 31
• 4.1 실험 개요 31
• 4.2 실험체 계획 32
• 4.3 실험 세팅 39
• 4.4 실험 결과 44
• 제 5 장 손상도평가 71
• 5.1 실험 개요 71
• 5.2 실험 세팅 및 하중재하 72
• 5.3 손상도평가 결과 74
• 제6장 결론 81
• 참고문헌 83
• 부 록 85
• 국문초록 97
• ABSTRACT 98