비선형 유한요소해석을 이용한 슬래브-기둥 접합부 보강 방안 연구

Abstract

고강도 콘크리트의 수요가 특히 초고층 빌딩을 중심으로 증가하고 있다. 고강도 콘크리트의 경제성과 구조적 효용성을 고려할 때, 기둥과 같이 축방향 하중을 받는 구조부재가 바로 주요 대상 구조물이 된다. 기둥과는 달리, 슬래브는 고강도 콘크리트로 만들어질 필요가 없으므로 일반적으로 슬래브-기둥 접합부를 포함하여 일반강도 콘크리트로 일체 타설된다. 결과적으로, 낮은 강도의 접합부는 기둥하중의 전달에 문제를 일으킬 수 있으며, 더욱이 고강도 콘크리트 기둥의 성능을 완전히 다 사용할 수 없게 한다. 따라서 이에 대한 대안 설계 및 시공 전략이 필요하다. 현행 설계기준에서는 세 가지 방법을 제시하고 있다: 고강도 콘크리트 내민타설, 다월 및 나선철근보강, 접합부의 유효압축강도 사용. 본 연구에서는 능동적인 해결책으로써 내민 콘크리트 타설과 다월 철근 보강에 주된 관심을 두었다. 또한 슬래브-기둥 접합부의 거동 향상을 위한 효과적인 다른 방법들을 찾기 위해, 접합부의 고강도 콘크리트 코어 설치와 기둥 주철근으로 고강도 철근의 사용을 해석변수에 추가하였다. 해석결과, 일부 보강 방안들은 강도, 강성, 연성 등에서 더 우수한 성능을 이끌어냈다.