속채움 콘크리트와 전단철근을 사용한 대구경 합성 PHC말뚝의 전단보강 성능
Shear Performance of Large-Diameter Composite PHC Pile Strengthened by In-Filled Concrete and Shear Reinforcement
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초록
최근 초고층 빌딩과 같은 대형 구조물의 증가로 인하여 기초의 허용 지지력 확보를 위한 대구경 말뚝의 수요가 급속히 증가하고 있다. 이 연구에서는 기성 대구경 PHC말뚝의 전단성능을 향상시키기 위하여 속채움 콘크리트와 전단철근을 사용하여 대구경 합성 PHC말뚝을 제작하였다. 제작된 시험체는 KS규격의 전단강도 시험방법에 따라 수행하였고 변위제어 방법으로 진행하였다. 전단시험을 통하여 F 시험체는 휨균열과 경사균열이 발생한 이후 급작스런 수평균열이 발생하였으나, FT 시험체는 수평균열의 발생 없이 말뚝의 전 지간에 걸쳐 휨균열과 전단 경사균열이 일정 패턴으로 발생하였다. 또한, 대구경 합성 PHC말뚝의 최대하중은 PHC말뚝과 비교할 경우, F 시험체의 경우 2.9배, FT 시험체의 경우 3.3배 이상으로 크게 향상된 것을 확인하였다. FT 시험체의 높은 전단 저항 능력은 전단철근의 배근으로 인하여 대구경 합성 PHC말뚝이 우수한 합성거동을 하였고, 발생한 전단균열의 성장을 효과적으로 제어하였기 때문인 것으로 판단된다.
Abstract
Recently, the demand for large diameter piles has been rapidly increased in order to secure the allowable bearing capacity of pile foundation due to the increase of large structures such as high rise buildings. In this study, to improve the shear capacity of a conventional PHC pile, a large diameter composite PHC pile strengthened by in-filled concrete and shear reinforcement was manufactured. All the piles were tested according to the shear strength test method of Korean Standard. As a result of the shear test, the F-type piles which are produced without shear reinforcement occurred abrupt horizontal cracks after flexural and inclined shear cracks occurred. On the contrary, the FT-type piles which are produced with shear reinforcement exhibited stable flexural and inclined shear cracks uniformly over the entire pile without abrupt horizontal cracks. Furthermore, the maximum load of the large diameter composite PHC pile improved to 2.9 times in the F series, and more than 3.3 times in the FT series compared to the conventional PHC pile. This result indicated that FT-type piles had excellent composite behavior due to the shear reinforcement and effectively prevented the unstable growth of inclined shear cracks.
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