Microsoft Word - _편집본_DELAY JOINT와 EXPANSION JOINT-KM_1.doc

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1 ㅇㅇ신축공사 DELAY JOINT & EXPANSION JOINT 목 차 1. 목적 2. 구조개요 3. 각 JOINT의특성 4. 초고층현장 JOINT 적용사례 5. 종합의견 1/16

2 1. 목적 당현장은타워부 8개동과저층부 PODIUM으로구성됨에따라설계사의초기구조계획서에제시한 EXPANSION JOINT와 DELAY JOINT 혼용사용에대하여당현장의특성을고려한 JOINT계획에대한사전의견을제시하고자한다. 2. 구조개요 1) 건물규모 : 지상55층 2개동, 지상38~37층 6개동, PODIUM 5개층, 지하3개층 2) 구조형식 : 타워부 : FLAT PLATE+CORE WALL PODIUM & 지하층 : FLAT SLAB " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 지상 5 개층주차장 옥상정원 55 층 2 개동 38 층 4 개동 37 층 2 개동 M 도로 하역장 아파트로비 MDF 근린생활시설 5400 근린생활시설 기계실 ( 아파트용 ) 물탱크실 ( 아파트용 ) 미관지구후퇴선 완화차도경계선도로경계선 공개공지경계선 완화차도경계선도로경계선 지하 3 개층주차장 2/16

3 3. 각 JOINT 의특성 콘크리트는기본적으로균열이가야철근이응력을부담하는것이며, 눈에보이지않게분산시키는것이관건이다. 3.1 DELAY JOINT(Shrinkage Strip) 1) 콘크리트타설후발생하는수축응력과균열을감소시키고, 상부하중및지반침하에따른부등변위에대한영향을감소시킬목적으로슬래브및벽체의일부구간을비워놓고추후에콘크리트를타설하는임시 Joint 로, Pour Strip 이라고도함. 최근에는긴고층건물에서 Expansion Joint 를대체하는경우로많이사용됨. 2) Strip 의양쪽구간을선타설한후수축감소의목적일경우에는 4~6주정도, 부등변위에대한영향을감소시킬목적일경우에는고층부골조공사완료후, Strip 을타설함. 3) Massive 한구조물이나두께가얇은슬래브및벽체에주로적용되며, Strip 을타설하기전에, 독립된각구조물은건조수축변형을충분히일으키게됨. 이기간동안은콘크리트에인장응력이발생되어잔류되어있는수축응력에대항하게되어수축균열저감효과를얻을수있음. 4) 일반적으로 Strip 의폭은분리된양측구조물의수축변형량이상으로설계하면무리가없으나, 추후 Strip 부의 Con c 타설시양측구조물의응력전달에필요한철근의이음길이를확보해야함에따라배근된철근의인장이음길이만큼의폭을필요로함. 5) Strip 에서는철근을 Lap 시켜서배근하여철근에과도한응력을피하고 Strip 사이에서미끄러짐이발생하여 Shrinkage 가무난히발생하며, 길이의변화를허용하게함.( 그림 a 참조 ) Shrinkage Strip 2~3 ft < 그림 a > 3/16

4 6) Shrinkage Strip 을통과하는휨철근은 Joint 를타설했을때연속적으로작용하도록설치해야함. ( 그림 b 참조 ) Reinforcing Bar bent in horizontal plane < 그림 b > Shrinkage Strip 7) 법적사항으로는, Delay Joint 에대한국내규준은없는상태이며, 외국문헌 (PCI Design Handbook, Handbook of Concrete Engineering 등 ) 에규준이아닌추천사항으로그설계방법등이기술되어있는실정임. Delay Joint < 초고층건물의일반적인 D.J 위치 > DELAY JOINT 시공에따른문제점 1) 추후 Delay Joint 부위에서예견되는방수하자 2) Delay Joint 개방기간중, 우수침투에따른지하층공사간섭 3) 장시간노출되는 Delay Joint 부위의철근의부식에따른구조진단필요 4) 배근량이많은보부재 Delay Joint 부위에서의철근인장이음에따른배근밀집화현상 4/16

5 5) Delay Joint 설치및추가타설에따른공기지연요소발생 6) Delay Joint 개방중, 고층부경계부의시공차량등의하중유입에대한안전성확인필요 7) 장시간의 Delay Joint 개방기간동안은편토압 / 편수압이유입될수있어, 이에따른구조적안전확인이필요 3.2. EXPANSION JOINT 1) 개요철근콘크리트조에서장대하고굴곡된평면또는고층과저층이결합된구조물에서기후변화, 하중변화, 콘크리트의건조수축, 부등침하등에따라상당한신축성에의한균열을방지하기위해설치하는줄눈임. 구조체를수직또는수평의일정한간격으로띄어놓아구조물이각기자유롭게움직일수있도록하는기능임. 2) E.J 의필요성콘크리트의장기적양생수축에대응계절간온도차에의한콘크리트의수축, 팽창에대응지진에의한건물의거동에대응풍력에의한수평 Movement 에대응건물 (MASS) 간부동침하에대응 3) E.J 의위치 1 기존건물과증축건물의접합부 2 저층의긴건물과고층건물과의접합부 3 건물의한끝에달린날개형건물 4 50~60m 를넘는긴건물 5 두고층사이의긴저층건물 6 평면이ㄴ, ㄷ,T 형의교차부분 5/16

6 4) E.J 의구조형식 기둥 마찰력으로 미끄러짐이 원 내민보 활하지못함 < 겹침기둥형식 > <Bracket 형식 > < 내민보 ( 켄틸레버 ) 형식 > 5) 줄눈설치에따른문제점과대책 1 줄눈사이로빗물스며들기, 음성의전파의차단이필요함. 2 상호충돌에의한응력커짐방지하기위해적정한간격을확보함. 3 이음재료는신축성재료사용및이음새부분 Slip 에대한보강이필요함 SEISMIC JOINT 1) 개요불리한내진계획일경우가급적건물평면과단면상내진효과가유리한덩어리로나누어그사이를분리시키는줄눈이며아울러 E.J 부분이동시에내진조인트가되므로이에대한검토가필요함. 2) 설치목적 1인접한두건물사이의 Hammering 피해방지 2주로수평방향의강성이큰슬래브가상대방건물의기둥에충돌하여파손이일어나는 Hammering 피해방지목적. 기둥 Level 차이로강성이큰슬래브가 인접부위의기둥과부딪치는파괴 6/16

7 3) S.J 설치방법 1 폭은지진시인접건물의지붕층에서수평변위량각각의제곱의합의제곱근확보 ( ( d1 2 +d2 2 ) 2 만약지진발생시두건물이충돌할경우국부파괴를긍정적으로받아들여건물전체에주는충격을완화하는 Detail 추구즉조인트사이에연결용얇은철판으로잇는방법등. 3.4 CONTROL JOINT 1) 개요콘크리트의수축이나온도변화에의해발생하는균열을방지하기위해설치하는줄눈임. 2) 설치방법및목적콘크리트를타설하기전에미리정해진위치에콘크리트구조체에단면결손부를만들거나, 콘크리트타설후필요한간격마다 Saw-cutting 방법에의해상대적으로취약한단면을만들어균열을인위적으로집중시키는줄눈임. 3) C.J 설치의필요성 1 건조수축및수화열에의한균열제어 2 배력철근부족에의한균열제어 3 콘크리트타설, 다짐, 양생잘못으로인한균열제어 3.5 CONSTRUCTUON JOINT 1) 개요시공상콘크리트작업관계로경화된콘크리트에새로운콘크리트를이어붓기때문에생기는줄눈임. 2) 설치방법 1 부재의압축력이작용하는방향과직각으로설치하는것이원칙이며 2 가능한전단력이작은위치에설치함. 3 부득이전단이큰위치에 Joint 를둘경우 Shear Key( 장부, 홈 ) 을두거나철근등으로보강하여야함. 3) 주의사항 1 고압분사 (Water jet) 로청소하고, 물을충분히흡수시킨후 2 시멘트풀, 부배합의몰탈, 양질의접착제를바른다음이어치기를함. 7/16

8 4. 초고층 PROJECT JOINT 설치사례 구분 I- ADELIS STAR ASTAR CENTUM CENTRO CENTUM TOWER TOWER TOWER PARK CITY STAR PALACE PARK PALACE1 PALACE2 PALACE3 E.J O X X X O X O O O X D.J X O O X O O O O O O 비고 Podium Podium Podium Podium Podium 없음 3 층 없음 3 층 2 층 #. 상기표에서 PODIUM 은타워부를제외한지상층골조임. Podium Podium Podium Podium Podium 없음 3 층 2 층 2 층 2 층 1) I-PARK 지하 3 개층 (B&G 형식 ) 에 TWO COLUMN 방식의 E.J 설치 지상 PODIUM 없음. 3 개의 Tower 로구성된 Deck 층을 2 개 (101 동 / 동 ) 로분할하도록하였으며, Tower 와 Deck 층을거의동시에타설하여연결하였음. 8/16

9 2) POSCO ADELIS 지상 3 개층 PODIUM(B&G 형식 ) 에 4 개라인 D.J 설치 지하 3 개층 (FLAT SLAB 형식 ) 에 D.J 설치 지하층은고층부구간을중심으로 4 개 Zone 을나누어선시공하고고층부사이의 podium 은후타설함으로써 ( 별도의지연줄눈을설치않음 ) 지연줄눈의효과를달성 9/16

10 3) STAR CITY 테두리보 지연조인트 상세 1 지하 3 개층과타워부가만나는경계부위에 D.J 설치 지상 PODIUM 없음 4) CENTUM STAR 타워부외지상 2 개층 PODIUM(B&G 형식 ), D.J, E.J(M.J) JOINT 적용 지하 3 개층과타워부가만나는경계부위에 D.J 설치 10/16

11 5) ASTAR 타워부외지상 3 개층 PODIUM(B&G 형식 ): D.J, E.J 미적용 6) TOWER PALACE 1,2,3 1) DT1, DT2 현장 : Expansion Joint 설치 1 지하층에는설치되지않고지상 1,2 층에만설치됨. (DT2 는지상 2 층 Deck 에만설치함 ) 2 1 층평면 Size 는 300m X 200m 로줄눈의간격은최대 90m 로제한. 3 줄눈에는마찰력을감소시키기위해네오프랜패드를사용하였으며그폭은 50mm 로 Bracket 형식으로설치되었으며줄눈의간격은다음과같은방식으로산정되었음. Shrinkage & Wind Shrinkage & Thermal Shrinkage 17mm 17mm Thermal 0 25mm Wind 15mm 0 Total 32mm 42mm 2) DT2, DT3 현장의경우다음과같은이유로 Delay Joint 만을설치함 1 지하는온도의변화가급격하지않고공기에노출되지않으며, 2 지상 1 층 Floor 는마감두께가두껍고, 개구부가많이있음으로 3 Creep 와 Shrinkage 을최소화하기위해 Delay Joint 를두어시공함. 3) DT1, DT2, DT3 의경우설계자는고층부와저층부의침하량차이를직접계산하여본결과무시하여도된다고판단하였으며, 판단근거로설계자는경암반인지반이불연속이아닌연속적인기울기침하이므로 Settlement Joint 는불필요하여설치하지않아도된다고함. ( 특히지하 4 층에서는 Shortening 량이추가되어고층부와저층부의 Level 차이 ( =18mm) 는기초보다크나기준치인 20mm 이하로문제없다고함 ) 11/16

12 Shortening 양 Core : 7mm 고층부기둥 13mm 저층부기둥 5 mm (T/P 1 차의 Settlement 량계산결과 ) 10mm 기초 침하 7) CENTRO PALACE 지하 3 개층과타워부가만나는경계부위에 D.J 설치 지상 PODIUM 층없음 12/16

13 8) CENTUM PARK <E.J & DJ 위치도 > - E.J TYPE1 : SPAN 5.5m ~ 이하 - E.J TYPE2 : SPAN 5.5m ~ 초과 캔틸레버식 TWO COLUMN식 13/16

14 <E.J DETAIL> 지상 PODIUM 3 개층및지하 2 개층 : 타워부와만나는경계부위에 E.J 를설치하여지진시에도별도로거동하도록고려 14 개의고층아파트 (53 층 ~30 층 ) 가지상 3 층의 Podium 에연결되어있어전체길이는 545m 에달하므로구간분할하여 D.J 및 E.J 추가설치, 지하층동일적용 당현장과같이지상 PODIUM 및지하층의바닥구조가 FLAT SLAB 형식임. 14/16

5. 종합의견 1) DELAY JOINT 로서의역할 고층과저층경계부에서의고층부기둥축소량은단면의노출상태, 온습도, 극한건조수축값, 특정크리프계수, 재료강도, 하중분담폭등에따라각기둥별로인접한저층부수직재와차이를갖는다

2) EXPANSION JOINT 로서의역할 당현장은지상 PODIUM 5 개층과지하 3 개층으로 55 층 2 개동과 38 층 4 개동,37 층 2 개동이약 200M*100M 의면적에배치되어있으며지상층 PODIUM 5

지하층은온도에의한영향이적고 4 면이토압에의한압축력으로인하여콘크리트의온도균열과 Shrinkage 에대하여유리하나지상층 PODIUM

15 5. 종합의견 1) DELAY JOINT 로서의역할 고층과저층경계부에서의고층부기둥축소량은단면의노출상태, 온습도, 극한건조수축값, 특정크리프계수, 재료강도, 하중분담폭등에따라각기둥별로인접한저층부수직재와차이를갖는다 수직재의부등축소량에더하여지반의부등침하량에의한영향도추가되므로고층부와저층부의연결부에이러한부등축소량에따른추가응력을감안하여설계에반영되어야한다. 2) EXPANSION JOINT 로서의역할 당현장은지상 PODIUM 5 개층과지하 3 개층으로 55 층 2 개동과 38 층 4 개동,37 층 2 개동이약 200M*100M 의면적에배치되어있으며지상층 PODIUM 5 개층의바닥구조는 FLAT SLAB형식으로강성이큰타워부와연계되어있다. 지하층은온도에의한영향이적고 4 면이토압에의한압축력으로인하여콘크리트의온도균열과 Shrinkage 에대하여유리하나지상층 PODIUM 은주차장용도로서외벽이외기에노출되어온도의변화에직접적인영향을받으며바람하중과지진하중에의한타워부의횡변위거동이상대적으로강성이약한 FLAT SLAB 에균열을유발시킬수있다. 장기적으로바람하중에의한타워부의횡변위거동은단기적인지진하중에의한횡변위거동에비하여미치는영향이작으나지진하중에의한거동시 8 개타워가각기거동 (Behavior) 방향이다르므로 ( 아래비정형평면의 mode 별거동그림참조 ) 이로인하여 PODIUM 구조에미치는균열발생에상당한영향을줄수있다. Mode shape 1st(X-dir) Mode shape 2nd(Z-dir) Mode shape 3rd(Y-dir) < 지진하중작용시 mode별구조물의거동예시 > 15/16

16 3) 당현장의 JOINT 적용에대한의견 콘크리트의건조수축은일반적으로최초 4 주간에 50%, 6 주에 60%, 8 주에 70% 정도수축이진행됨을고려시타워부의테두리에인접해 D.J 를두어저층부와의일체화시점을장기확보할수록 ( 타워부골조완공시점까지 ) Settlement 와 Shirinkage 에유리하나일체화시기는타설공정계획에맞추어조정반영되어야한다 현재설계사는온도하중의영향이미소하여 D.J 를설치하고 E.J 는불필요하다는사전의견을제시하였으나당현장평면의크기와동배치를고려시 Shrinkage, 온도변화의영향과바람및지진하중에의한변위가향후 PODIUM 부에미치는균열영향을고려하여건물테두리에 E.J 를두고이외구간 D.J 분할적용할것인지는설계사의검토후반영되어야할것으로사료된다. 16/16

<INPUT DATA & RESULT / 전단벽 > NUM NAME tw Lw Hw 철근 위치 Pu Mu Vu RESULT (mm) (mm) (mm) 방향 개수 직경 간격 (kn) (kn-m)

<INPUT DATA & RESULT / 전단벽 > NUM NAME tw Lw Hw 철근 위치 Pu Mu Vu RESULT (mm) (mm) (mm) 방향 개수 직경 간격 (kn) (kn-m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 NUM NAME tw Lw Hw 철근 위치 Pu Mu Vu RESULT (mm) (mm) (mm) 방향 개수 직경 간격 (kn) (kn-m) (kn) 휨 전단 축력 종합 1 2W1 300 3400 4500 수직 2EA- D13 @150