조인트를 보강한 내부 보-기둥 접합부의 내진성능

Seismic Performance of Interior Beam-Column Connections with Joint-Reinforcing Details

철근콘크리트 보-기둥 접합부는 조인트 영역에서 발생되는 철근 항복침투, 부착파괴, 미끄러짐 변형 등으로 인하여 내진성능이 감소한다. 본 연구에서는 보-기둥 조인트에서 충분한 정착길이를 확보하고 보의 소성힌지를 조인트 경계면으로부터 보 경간 내부로 옮길 수 있도록, 조인트를 관통하는 45° 굽힘근과 90° 갈고리근을 사용하여 보-기둥 접합부를 보강하는 상세를 개발하였다. 6개의 내부 보-기둥 접합부 실험체를 제작하고, 반복재하 실험을 통하여 강도, 연성, 에너지 소산능력, 파괴모드와 같은 내진성능을 평가하였다. 조인트 보강 상세를 적용한 접합부 실험체의 경우 의도한대로 조인트 경계가 아닌 보 경간 내부에 소성힌지가 발생하였고, 그 결과 철근 항복침투, 부착파괴, 미끄러짐 변형 등 바람직하지 않은 조인트 거동이 크게 감소되었다. 개발한 조인트 보강상세를 사용한 보-기둥 접합부 실험체의 경우 강도, 강성, 에너지소산, 변형능력 등의 내진성능이 ACI 374.1-05에서 요구하는 내진 접합부의 최소 요구사항을 만족하였다.

The seismic performance of reinforced concrete beam-column connections is degraded by yield penetration, bond failure, and slip deformation at the joint. In the present study, reinforcement details for the beam-column joints were developed. 45° bent bars and 90° hooked bars were used passing through the joints in order to secure a longer development length of re-bars at the joints and relocate the severe plastic hinge of beams away from the joint interface. Cyclic loading tests on six cruciform beam-column connections were performed. The earthquake resistance including the strength, ductility, energy dissipation capacity, and failure mode were evaluated. In the specimens with the joint-reinforcing details, plastic hinges developed at the beam ends as intended. Thus, re-bar yield penetration and bond slip deteriorating the seismic performance of the joint were substantially decreased. The specimens with the proposed joint-reinforcing details satisfied the performance requirements of ACI 374.1-05 on strength, stiffness, energy dissipation, and ductility.