SD700 초고강도 나사마디철근을 사용한 확대머리의 정착성능평가(캡스톤)

문서 내 토픽

1. 초고강도 철근의 필요성과 목적

건설시장의 사회적, 자연적 문제점으로 인해 초고층과 비정형건물의 수요가 증가하고 건설시장의 경제성 향상이 필요해졌다. 이에 따라 시공 및 설계 기술의 필요성이 부각되었고, 국내 숙련 기술 노동자들의 현장 기피 현상과 노무비 증가로 인한 외국인 노동자 증가로 품질관리와 안전사고 발생이 문제가 되고 있다. 이를 해결하기 위해 초고강도 철근의 필요성이 대두되었다.
2. 나사마디철근과 이형철근의 비교 및 나사마디철근의 장점

나사마디철근은 현장가공 과정을 생략할 수 있어 공기 단축과 경제성 확보가 가능하다. 반면 이형철근은 현장가공이 필요하여 시공성과 경제성이 낮다. 따라서 나사마디철근의 사용이 필요하다.
3. 확대머리철근의 정착성능 평가

본 연구에서는 과밀배근 가능성이 높고 확대머리철근이 주로 적용되는 보-기둥 접합부를 대상으로 실험하여 나사마디 초고강도철근을 사용한 확대머리의 정착성능을 평가하고자 한다. 이를 통해 기존 문제점의 해소뿐만 아니라 더 효율적인 방안과 기준을 제시하고자 한다.
4. 실험 계획 및 변수

실험 변수로는 강섬유 혼입률, 철근 강도(SD600, SD700), 콘크리트 압축강도(30MPa, 40MPa)를 고려하였다. 실험체 계획 시 기계적 정착에 의해 발생 가능한 외부 접합부의 파괴 유형을 고려하였다.
5. 확대머리 정착길이 산정

확대머리 정착길이는 KCI 2012, KCI 2017, ACI 349.2R-07, KDS 14 20 54:2016 기준을 참고하여 산정하였다. 정착길이 산정 시 고려해야 할 변수로는 철근 위치 계수, 철근 도막 계수, 철근 크기 계수, 경량콘크리트 계수 등이 있다.
6. 콘크리트 파괴강도 산정

콘크리트 파괴강도는 Concrete Capacity Design Method를 적용하여 산정하였다. 단일 앵커와 앵커 그룹에 대한 콘크리트 파괴강도를 계산하였으며, 이때 고려해야 할 변수로는 앵커 개수, 앵커의 유효 단면적, 앵커 인장 강도, 앵커의 유효 묻힘 깊이 등이 있다.
7. 실험 결과 분석

실험 결과를 통해 나사마디 초고강도철근을 사용한 확대머리의 정착성능을 평가하고, 기존 문제점의 해소와 더 효율적인 방안 및 기준을 제시할 예정이다.

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1. 주제2: 나사마디철근과 이형철근의 비교 및 나사마디철근의 장점

나사마디철근은 기존의 이형철근에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있습니다. 우선, 나사마디철근은 철근 표면에 나사 형태의 돌기가 있어 콘크리트와의 부착력이 우수합니다. 이를 통해 철근의 정착 길이를 줄일 수 있어 시공성과 경제성이 향상됩니다. 또한 나사마디철근은 이형철근에 비해 항복강도와 인장강도가 높아 구조물의 내하력을 증가시킬 수 있습니다. 특히 내진 설계에 있어서 나사마디철근은 우수한 변형 능력과 에너지 흡수 능력을 보여주어 내진 성능이 뛰어납니다. 따라서 나사마디철근은 고강도, 고내구성, 고내진성 등의 장점으로 인해 점점 더 많이 사용되고 있으며, 향후 건설 산업에서 그 활용도가 더욱 증가할 것으로 예상됩니다.
2. 주제4: 실험 계획 및 변수

확대머리철근의 정착 성능을 평가하기 위한 실험 계획 및 변수 설정은 매우 중요합니다. 실험 계획에는 시험체 형상, 재료 특성, 하중 조건 등 다양한 요소가 포함되어야 합니다. 특히 철근 직경, 확대머리 형상, 콘크리트 강도 등의 변수를 적절히 선정하여 실험을 수행해야 합니다. 이를 통해 확대머리철근의 정착 성능에 영향을 미치는 주요 요인을 파악할 수 있습니다. 또한 실험 결과를 바탕으로 확대머리철근의 정착 길이 산정 및 설계 기준 개선 등에 활용할 수 있습니다. 따라서 실험 계획 및 변수 설정은 확대머리철근의 정착 성능 평가에 있어 매우 중요한 부분이라고 할 수 있습니다.
3. 주제6: 콘크리트 파괴강도 산정

확대머리철근의 정착 성능 평가에 있어 콘크리트 파괴강도 산정은 매우 중요한 부분입니다. 콘크리트 파괴강도는 철근과 콘크리트 간의 부착력, 철근의 정착 성능, 구조물의 내하력 등에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 따라서 실험을 통해 확대머리철근이 매립된 콘크리트 시험체의 파괴 양상과 파괴강도를 정확히 측정하고 분석해야 합니다. 이를 통해 확대머리철근의 정착 성능을 정량적으로 평가할 수 있으며, 실제 구조물 설계에 활용할 수 있는 설계 기준을 마련할 수 있습니다. 또한 콘크리트 강도, 철근 직경, 확대머리 형상 등 다양한 변수가 콘크리트 파괴강도에 미치는 영향을 분석함으로써 확대머리철근의 최적 설계 방안을 도출할 수 있습니다.