프리캐스트 슬래브에서 180도 갈고리 철근 겹침이음의 거동에 대한 실험적 연구

Abstract

본 연구는 프리캐스트 콘크리트 구조에서 갈고리 철근은 직선에 비해 짧은 이음길이로도 충분한 정착성능을 확보할 수 있어 시공성과 경제성을 높일 수 있는 대안으로 주목받고 있다. PC 부재간 이음길이를 산정할 때 현행설계기준의 갈고리 철근의 정착길이 산정식은 보-기둥 접합부 실험을 바탕으로 도출된 것으로, 갈고리 철근을 이용한 겹침이음에 직접 적용하기에는 한계가 있다. 프리캐스트 슬래브에서 사용되는 180도 갈고리 철근의 겹침이음의 거동에 대한 실험을 수행하였다. 총 10개의 실험체를 4점 휨실험을 수행하였고 정착길이 설계인자(콘크리트 압축강도 철근의 항복강도, 정착길이)를 변수로 하였다. 실험결과, 이음길이의 증가는 철근에 전달할 수 있는 응력의 크기를 선형적으로 증가시키는 것으로 나타났으며, 짧은 이음길이를 가진 실험체에서는 쪼갬파괴 및 프라잉 거동 등 취성적인 파괴가 발생하였다. 모멘트 곡률 단면해석을 통해 현행 설계기준과 비교평가하였으며, 정착길이 산정식이 실험결과를 1.03으로 잘 예측하고 있는 것을 확인했다. 추후 연구를 통해 횡보강근 및 피복두께등 다양한 설계인자의 평가가 필요하며, 철근의 항복을 위한 겹침이음길이에 대한 조사가 필요하다.

In precast concrete (PC) structures, hooked bars have attracted attention as an alternative to straight bars, as they can achieve sufficient anchorage performance with shorter lap lengths, thereby improving constructability and cost efficiency. When determining lap lengths between PC members, the development length equations for hooked bars specified in current design codes (ACI 318-25, KDS 14 20 52) are derived from beam-column joint tests, and thus their direct applicability to hooked bar lap splices is limited. This study experimentally investigates the performance of 180° hooked bar lap splices by testing 10 precast slab specimens under four-point bending. The key variables considered were splice length, bar diameter, concrete compressive strength, and yield strength of reinforcement, which were determined based on the ACI 318-25 hooked bar development length equation. Splice lengths were set to 0.3-1.0 times the code-based development length to examine the effective lap length of hooked bars required in practice. Test results indicated that the bar stresses measured in spliced specimens were 1.07-1.08 times greater than the stresses predicted by the KDS 14 20 52 equations, suggesting that the current provisions can be reasonably applied to estimate lap splice lengths of 180° hooked bars.