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1. 2011. 00. 작성자
벽체 개구부 사인장 균열 방지재
2014. 10. 24.

2. 건설사업관리부
문
2011. 00. 작성자
• Contents
Ⅰ 공법소개
Ⅱ 구조안전성 성능평가
Ⅲ 시공방법
Ⅳ 공사비 절감

3. 건설사업관리부
문
2011. 00. 작성자
Ⅰ 공법소개
1. 공법개요
2. 사인장균열

4. 2011. 00. 작성자 Ⅰ 공법소개
1. 공법개
요
개요
복합사인장균열방지재를 설치함으로써 응력을 유도분산 ( 힘의 Vector 원리 ) 시켜 벽체 개구부
주변의 여러 형태의 사인장 균열을 미연에 방지
재질
Steel 사용으로 열팽창계수가 콘크리트와 유사하여 일체성 , 내구성 확보
원리
힘의 벡터 (Vector) 원리에 의한 응력을 분산 유도시켜 여러 형태의 사인장 균열 발생 방지
자
재
설치도

5. 2011. 00. 작성자 Ⅰ 공법소개
2. 사인장균열
정의
기본적으로 전단력은 크고 모멘트가 작은 부분에 사인장 균열이 발생되며 , 전단력과 모멘트가
보통인 부분에는 휨전단 균열이 그리고 모멘트는 크고 전단력이 작은 부분에 휨균열이 발생
해설
휨과 전단은 동시에 발생되므로 ( e ) 와 같은 힘의 합력을 유도할 수 있으며 , 균열은 응력방향에
직각의 축으로 발생되는데 이를 사인장 균열(Diagonal Tension crack) 이라 한다.
구조적
도해
(a) (b) (c)
(d) (e)

6. 2011. 00. 작성자 Ⅰ 공법소개
2. 사인장균열
사인장
균
열
도
사인장균열사례

7. 건설사업관리부
문
2011. 00. 작성자
Ⅱ 구조안전성능평가
1. 실험의 조건
2. 유한요소해석
3. 해석결과

8. 2011. 00. 작성자 Ⅱ 구조안전성능평가
1. 실험의 조건
조건
콘크리트압축강도 (fck) 는 24MPa, 철근항복강도 (fy) 는 400Mpa, 보강재의 항복강도 (Fy) 는
400MPa 이며 , 벽체의 철근간격은 수직 , 수평근 모두 200mm 로 하였고 , 철근은 수직근과 수
평근 모두 HD10 을 사용하였다 . 시험체의 크기는 두께 200mm, 가로 , 세로는 3,000mm로써
동일하고, 보강재의 위치는 시험체 도면과 같으며, 두께로는 벽체의 정 가운데 위치
종류
시험체의
도면
철재사인장보강재
W-N(시험체 명 ) -> 무보강(보강재) / W-S(시험체 명 ) -> 사인장 보강재(보강재)

9. 2011. 00. 작성자 Ⅱ 구조안전성능평가
2. 유한요소해석
부분
해석모델 범위
해석방법
시험체에 하중을 주기위해 가력지점과 지지지점에 지그를 모델링 하였으며 , 지그의 강도는 철근
의 100배로 하여 지그가 해석결과에 영향을 미치지 않도록 하였다 . 하중은 변위로 가력 하였으
며, 1 Step 당 1.14mm씩 , 총 20 Step 을 가력 하였다 . 해석결과 반력과 , 변위는 모델의 측정
지점에서 측정하였다.
전체
해석모델
유한요소해석은 상용프로그램인 ATENA 3D 를 사용하여 수행하였으며 , Mesh 의 모양에 따른 해
석의 오차를 줄이기 위해 , 두 시험체의 해석 모델은 보강재의 재료를 제외한 나머지 부분은 모두
같도록 모델링 하였다.

10. 2011. 00. 작성자 Ⅱ 구조안전성능평가
3. 해석결과
하
중
변
위
그
래
프

11. 2011. 00. 작성자 Ⅱ 구조안전성능평가
3. 해석결과
설
명
복합사인장균열방지재의 유 , 무에 따른 시험체의 해석결과 , 복합사인장균열방지재를 사용한
경우
최대하중에서 7.6% 의 강도증진 효과와 균열이 62% 억제 되었다.
이는 복합사인장균열방지재가 있는 경우 응력이 복합사인장균열방지재에 전달되어 응력분산을
유도함으로써 하중에 대한 저항성향상과 균열방지에 효과적인 것으로 나타났다 .
따라서 복합사인장균열방지재를 설치함으로써 개구부에 여러형태의 사인장균열을 효과적으로
방지 할 수 있는 것으로 판단된다.

12. 2011. 00. 작성자 Ⅱ 구조안전성능평가
3. 해석결과
응
력
분
열
분
포
도

13. 건설사업관리부
문
2011. 00. 작성자
Ⅲ 시공방법
1. 기존 사인장보강근 설치에 관한 실효성 평가
2. 시공방법
3. 기대효과

14. 2011. 00. 작성자 Ⅲ 시공방법
1. 기존 사인장보강근 설치에 관한 실효성 평가
기존
사인장보강근
균열발생시점의 하중이 수평변위제한값에 해당하는 하중을 크게 상회하므로 기존사인장보강근
을 배근하지 않아도 균열에 영향을 받지 않음을 알 수 있다 .
따라서 기존 사인장보강근의 설치 유무는 여러형태의 복합사인장균열에 영향력이 미미한 것으로
판단된다.
※ 횡하중을 받는 벽체의 내력에 대한 기존사인장보강효과에 대해 실험한 결과를 분석해보았다 .
(출처: 서울대학교 응력분산 곡면판의 사인장균열방지 성능평가 2012.10)
설치
평가표

15. 2011. 00. 작성자 Ⅲ 시공방법
2. 시공방법
시
공
도

16. 2011. 00. 작성자 Ⅲ 시공방법
3. 기대효과
효
과
사인장보강철근의 대체사용
유지관리비용 절감 효과
경제성 확보

17. 건설사업관리부
문
2011. 00. 작성자
Ⅳ 공사비절감
1. 복합사인장균열방지재 사용에 의한 공사비 절감액

18. 2011. 00. 작성자 Ⅳ 공사비절감
1. 복합사인장균열방지재 사용에 의한 공사비 절감액
개구부 1 개당 절감액 : 23,136 원
( 산출근거 : 1,284 원 +4,500 원 =5,784 원 / 개소당 *4 개 =23,136 원 )
• 사인장철근 → 복합사인장균열방지재: 4,434 원-3,150원=1,284원
• 균열하자보수비 :4,500원/개소당(0.3m)
근거1. 사인장균열방지철근 설치(2-D16, L:1.2m)
소계: 2,937 원+1,497원=4,434원
①소요철근자재비: 1,224 원*1.2*2개=2,937원
-단위중량:1.56(D16)
- 단 가:785원/kg
- 철근자재비 : 1.56*785 원=1,224원/m
②철근 운반가공조립비: 2,539 원
- 소요 철근량(정미수량)
1.56*1.2*2=3.744kg
- 가공조립비 : 400,000/TON
3.744kg*400 원=1,497원
근거2. 복합사인장균열방지재 설치비용
소계: 3,000원+150원=3,150원
①복합사인장균열방지재 자재비 : 3,000 원(실제공급단가)
②설치비: 150원(원가계산서)
근거3. 균열하자보수비
소계: 4,500 원/개소당
①외벽 균열보수 : 15,000 원/m*0.3m=4,500

19. 건설사업관리부
문
감사합니다!