내진용 보-기둥 접합 장치의 강도에 관한 연구

Abstract

장스팬화 경량화에 유리한 강재보와 압축력 및 횡강성에 유리한 PC 또는 합성 기둥으로 이루어진 복합구조는 각 재료의 장점을 최대한 활용한 합리적인 구조 형식이다 .그러나 이러한 복합 구조는 서로 다른 재료로 이루어진 부재 사이의 접합에 따른 어려움으로 인해 실용화가 활발히 이루어지지 못하고 있다. 또한 PC조립식 건축구조 시스템은 부재와 부재의 연결부에서 일체성이 떨어져 구조물의 강성 및 강도의 감소로 이어질 수 있는 단점이 있으며 시공단계에서 접합부의 일체성을 확보하지 못하는 경우 붕괴사고의 위험성이 있다. 따라서 대형 업무용 건축물에 합리적인 형식인 복합구조를 적용하면서 동시에 두 재료 사이의 접합을 쉽게 할 수 있는 새로운 접합형식의 개발이 요구 되어 많은 접합형식이 개발 되어 왔다. 그중에서도 강재보-PC기둥(또는 합성기둥) 접합부에 쐐기형 접합장치(Self Locking Connectors)를 적용한 접합방식은 기존 접합방식에 비해 내진성능이 우수하고 공기단축과 시공성의 향상으로 인한 경제적인 효과가 커질 것으로 기대가 된다. 하지만 이러한 장점을 확보하기 위해서는 체결케이스의 무게가 무겁지 않아야 한다. 본 연구에서는 쐐기형 보-기둥 접합장치의 시공성 및 경제성에 결정적으로 중요한 요소인 체결 케이스의 크기에 따른 강도 및 변형특성의 변화를 살펴보기 위해 체결케이스의 크기를 실험변수로 하여 단순인장 실험을 수행하였다. 실험결과 체결케이스가 작은 경우 연결되는 판재가 체결구멍에서 빠져나오면서 최대내력에 도달하는 파괴모드가 발생하며 체결케이스가 커지게 되면 판재가 항복한 후 파단하는 파괴모드가 발생하였다. 요구되는 하중에 따른 최적의 케이스 형상을 도출 하는 것을 목표로 하였다. 사무소 건축물에 일반적으로 사용되는 보 플랜지를 대상으로 한 120x17mm 판재를 지지하는데 필요한 체결케이스의 크기는 170x230x90이 적절한 것으로 나타났다.