양단 고정된 프리캐스트 – 현장타설 콘크리트 합성보의 수직 전단강도

Abstract

최근 경제성, 구조성능, 시공성 등의 향상을 위해 공장에서 제작된 프리캐스트 콘크리트(Precast concrete, 이하 PC)를 현장에서 조립한 후, 구조체의 일체화를 위해 현장 타설 콘크리트(Cast-In-Place concrete, 이하 CIP)를 합성하는 공법 사용이 증가하고 있다. 해외에서는 구조물 전체를 프리캐스트 콘크리트로 시공하는 경우가 많지만 국내에서는 경제적인 이유와 구조체의 일체성 확보를 위하여 프리캐스트 콘크리트와 현장 타설 콘크리트를 합성한 복합화 공법을 많이 사용한다. 하지만 현행 기준에서는 서로 다른 콘크리트 압축강도를 갖는 프리캐스트 – 현장타설 콘크리트로 이루어진 합성단면에 대한 전단강도 기준이 명확히 제시되어 있지 않다. 기존 콘크리트 합성보 연구는 단순 지지된 보 실험을 통하여 합성단면의 전단성능을 평가하였다. 철근콘크리트 부재는 단부 지지조건이 달라지면 전단경간 내의 전단력과 휨모멘트 분포양상이 달라지기 때문에 여러 단부 조건에 따른 전단강도 평가가 반드시 수반되어야 한다. 특히, 서로 다른 합성단면의 경우, 중앙부와 양단부에서 휨에 의한 압축대 영역의 콘크리트 강도가 서로 다르기 때문에 이러한 압축대 콘크리트 강도 차이가 전단강도에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보아야 한다. 이에 본 연구에서는 양단부가 고정된 합성보의 전단 실험을 통해 부재의 지지조건과 합성단면 내 콘크리트 강도 차이가 전단강도에 미치는 영향을 살펴보았다. 본 연구에서는 서로 다른 압축강도(24MPa와 60MPa)로 분리타설 된 콘크리트 합성보 실험을 통해 합성단면의 전단강도에 대해 평면, 양단고정된 보는 단부에서 발생하는 휨균열과 상부 철근의 부착균열이 합성보의 전단강도에 영향을 미쳤다. 현행설계기준은 양단고정된 합성보의 전단강도를 안전측으로 예측하였으나 전단무보강 실험체에 대해서는 크게 보수적으로 평가하였다.