사전 제작 돌출개방형 발코니 접합시스템의 구조성능에 대한 실험적 평가
Experimental Evaluation of the Structural Performance of a Prefabricated Open Balcony Connection System
- 주제(키워드) 돌출개방형 발코니 , 사전 제작 , 커플러 접합 , 구조 성능 실험 , OSC
- 주제(DDC) 720
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 조봉호
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 스마트융합건축학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035233
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구는 최근 고층 아파트 외부 공간 설계에서 수요가 증가하고 있는 돌출개방형 발코니의 구조적 안정성과 시공성 확보를 목표로, 사전 제작 방식의 접합 시스템을 개발하고 구조 성능을 실증적으로 평가하였다. 기존 발코니 시스템의 접합방식은 시공 오차에 취약하고 공기 단축에 한계가 있었으며, 특히 갱폼 공법과의 간섭을 줄이기 위한 구조적 대안이 요구되었다. 이에 본 연구에서는 수직 슬라이딩 방식과 커플러 기반 정착 방식을 조합한 프리패브 발코니 접합 시스템을 제안하였다. 시스템의 기능은 구조 성능 확보뿐 아니라 시공 중 임시 고정, 슬롯홀을 통한 수평 오차 조정, 갱폼 간섭 최소화, 가설장비 최소화 등을 포함하며, 국내외 시스템 사례와 기능 비교를 통해 설계 전략을 수립하였다. 제안 시스템은 H형강과 데크플레이트가 결합된 캔틸레버형 구조체로 구성되며, 본동부와는 브라켓 및 커플러를 통해 기계적 접합된다. 구조 성능 검증을 위해 메인빔 단면과 커플러 정착방식을 변수로 설정한 4개의 실물 실험체를 제작하고, 정적 가력 실험을 수행하였다. 실험 결과, 모든 실험체는 KDS 기준 이상의 구조 강도를 만족하였으며, 임베디드 플레이트 방식이 Re-Box 방식에 비해 평균 5~6% 우수한 강도 및 처짐 저항 성능을 보였다. 또한 사용성 측면에서도 전 실험체가 허용 처짐 기준(Span/360 = 5.56 mm)을 만족하였고, 활하중의 3배 가력 조건에서도 안정적인 거동을 나타냈다. 특히 스트레인 게이지 계측을 통해 발코니-본동부 간 인장철근의 하중 전달 메커니즘과 항복 위치를 정량적으로 분석하였으며, 휨모멘트–곡률 해석을 통해 기존 단순화된 단면 해석보다 최대 19% 이상 강도 향상이 가능한 구조적 여유를 확인하였다. 접합부 철근의 압축 및 인장 분담 효과, 콘크리트 압축블록의 변형 상태를 포함한 상세 해석은 향후 설계 시 신뢰성 높은 기준으로 활용 가능함을 시사한다. 본 연구에서 제안한 사전 제작 발코니 시스템은 구조 강도, 시공성, 사용성 측면에서 모두 유의미한 성능을 확보하였으며, OSC 기반 공동주택에 적용 가능한 구조 시스템으로서의 실현 가능성을 실증적으로 확보하였다.
more목차
제1장 서 론 1
1.1. 연구의 배경 및 목적 1
1.2. 연구의 방법 및 범위 3
제2장 이론적 고찰 6
2.1. 돌출개방형 발코니 기존 시스템 조사 6
2.2. 돌출개방형 발코니 접합 시스템 정의 및 분류 21
2.3. 소결 28
제3장 사전 제작 돌출개방형 29
3.1. 접합 시스템 소개 29
3.2. 개념 설계 절차 31
3.3. 접합 부재 설계 34
3.4. 소결 37
제4장 제안 시스템의 구조성능 실험 38
4.1. 실험 개요 38
4.2. 실험체 설계 40
4.3. 실험체 구조설계 프로세스 48
4.4. 실험 방법 및 장치 56
4.5. 재료 시험 62
4.6. 실험 결과 67
4.7. 소결 131
제5장 결론 140
참고 문헌 143
