면내전단력을 받는 SC구조 평판의 역학적 거동 = Structural Behavior of Steel Plate Reinforced Concrete Panels under In-Plane Shear

국문 초록 (Abstract)

최근 건축물의 고층화 및 대형화에 따라 보다 높은 강성, 경량, 시공의 용이, 공기단축 등이 주요 과제로 떠오르고 있다. 지금까지 널리 사용되어온 철근콘크리트 구조 및 철골 구조, 철골 철근 콘크리트 구조 외에 강판과 콘크리트의 합성을 이용한 구조체가 제안 또한 널리 사용되고 있다. 그 대표적인 예가 CFT구조 이며 이러한 강판 내부에 콘크리트를 충전하는 방식은 강재가 콘크리트를 구속하고 있기 때문에 강성, 내력, 변형성능, 내화, 시공 등의 측면에서 우수한 특성을 발휘하게 된다. 또한 경제성이 우수하며 범용성도 높아 저층의 건축물에서부터 초고층 건축물에까지 적용 가능하다. 이러한 CFT구조와 유사한 강판콘크리트(SC)구조는 두개의 강판 내측에 콘크리트를 충전하고 콘크리트와 강재의 일체거동을 위해 스터드, 타이바(Tie Bar), 전단보강재 등을 적용하여 강재와 콘크리트의 복합적인 거동을 유도한 구조이다. 이러한 구조형태는 CFT구조와 마찬가지로 내력․인성면에서 뛰어나고 내화성능 또한 우수하다. 특히 원자력발전소 등의 대규모구조물에 있어서는 모듈화를 통한 건설공사의 공기단축을 실현할 수 있다.
이와 같은 장점을 지닌 SC구조에 대해 SC구조와 개발방법이 유사한 국내의 CFT 기술기준 연구가 완료되었으며 선진국의 실험적 연구자료와 기술기준(안) 일부를 확보한 상태이다. 그러나 SC구조 기술기준 연구가 국내에 없었으며 기술기준 제정을 위한 다양한 실험적 연구가 없었다. 그 결과 국내에서 적용사례를 찾을 수 없으며 데이터베이스 구축을 위한 기초 자료가 부족한 현실이다. 일본의 기술기준을 단순참조할 경우 독창적인 연구개발 및 국제경쟁력을 갖춘 기술개발이 곤란할 가능성이 있다. 따라서 SC구조 기술기준 수립 및 구조, 내진, 접합부, 온도, 기기지지 성능 개발 및 평가 등 다양한 수행실험적 연구가 동반됨으로서 경쟁력을 갖춘 기술기준 개발에 성공하여야 한다.
본 연구에서는 SC구조 기술기준 수립 및 구조, 내진, 접합부, 온도, 기기지지 성능 개발 및 평가 수행의 일환으로 기본적인 SC구조의 면내 전단력에 대한 거동특성을 파악하고 동시에 평판에 순수면내전단력을 가력하기위한 기구에 대해 타당성 검토를 병행한다.
따라서 SC구조의 거동특성 중 순전단응력상태 및 축력과 전단응력이 동시에 작용하는 상황에서 면내전단에 대한 내력과 변형 등 기본적 역학특성 및 구조적 성능 파악하고 평판 면내 전단가력 방법의 제안 및 검토하는 것이 그 목적이다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구방법 및 범위 3
• 1.3 SC구조 전단내력의 기존 연구 5
• 1.3.1 SC구조건물․구축물의 구조형식 5
• 1.3.2 일본 전단특성실험 7
• 1.3.3 SC구조 내진설계기술지침(JEAG 4618) 13
• 제 2 장 전단내력실험방법 17
• 2.1 평판면내전단내력 17
• 2.2 해석모델 및 해석방법 23
• 2.2.1 해석모델 개요 23
• 2.2.2 유한요소모델링 24
• 2.2.3 해석방법 26
• 2.3 해석결과 및 분석 28
• 2.3.1 계산결과 및 순수전단해석모델 28
• 2.3.2 실험해석모델 해석결과 30
• 2.3.3 결과분석 38
• 제 3 장 SC구조 전단특성실험 39
• 3.1 실험개요 39
• 3.2 실험체 계획 41
• 3.3 가력 및 측정방법 43
• 3.4 실험결과 및 분석 45
• 제 4 장 결론 70
• 참 고 문 헌 72
• 부 록 74
• 국문초록 85
• Abstract 87