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목차
논문 요약 11
제1장 서론 13
1.1. 연구 배경 13
1.2. 국내외 연구 동향 14
1.3. 연구 목적 및 내용 14
1.4. 철근의 항복강도를 제한하는 이유 15
1) 철근의 재료적 측면 15
2) 구조 저항적 측면 15
3) 사용성 측면 16
4) 경제성 및 시공성 측면 17
1.5. 고강도 철근의 적용성 검토 18
제2장 횡구속된 콘크리트의 응력-변형률 모델 20
2.1. Richart, Brandtzaeg and Brown (1928) 20
2.2. Kent and Park (1971) 21
2.3. Mander, Prisetly and Park (1988) 22
2.4. Razvi and Saatcioglu (1995) 22
2.5. Sakino and Sun (1994) 24
2.6. El-Dash and Ahmad (1995) 25
2.7. Cusson and Paultre (1995) 26
2.8. Li Bing, Park, and Tanaka (2004) 27
제3장 고강도철근으로 구속된 콘크리트의 압축강도 실험 29
3.1. 실험 목적 29
3.2. 실험 개요 29
3.2.1. 사용 재료 32
3.2.2. 실험 계획 39
3.2.3. 실험 방법 41
3.3. 고강도철근으로 구속된 콘크리트의 압축강도 실험 결과 42
3.3.1. 실험파괴현황 42
3.3.2. 응력-변형률 곡선 49
3.3.3. C-시리즈의 응력-변형률 곡선(종방향) 62
3.3.4. C-시리즈의 응력-변형률 곡선 (횡방향) 63
3.3.5. R-시리즈의 응력-변형률 곡선 (종방향) 66
3.3.6. R-시리즈의 응력-변형률 곡선 (종방향) 67
3.4. 실험 분석 70
3.4.1. 횡구속 효과 70
3.4.2. 포아송비 74
3.5. 결론 75
제4장 응력-변형률 모델 77
4.1. 구속콘크리트의 최대 횡구속압 산정 77
4.2. 구속받는 콘크리트의 응력-변형률 모델 78
4.3. 횡구속 된 콘크리트의 응력-변형률 모델 79
4.4. 구속된 콘크리트의 응력-변형률 모델 (원형) 84
4.4.1. 전체 실험체 분석 및 모델 적용 85
4.4.2. 전체 실험체에 대한 최대횡구속압을 받을 때 실험값과 해석값 비교 86
4.4.3. 포아송비를 적용한 구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계 88
4.5. 구속된 콘크리트의 응력-변형률 모델 (각형) 96
4.5.1. 전체 실험체 분석 및 모델 적용 97
4.5.2. 전체 실험체에 대한 최대횡구속압을 받을 때 실험값과 해석값 비교 98
4.5.3. 포아송비를 적용한 구속된 콘크리트의 응력-변형률 관계 100
제5장 결론 109
참고문헌 110
ABSTRACT 115
표 1.1. 콘크리트 구조설계기준 19
표 1.2. 현행 설계기준의 횡방향 보강철근 항복강도 제한 19
표 1.3. 각국 설계기준의 전단보강철근항복강도 제한 20
표 3.1. 실험체 계획 일람표 (C-시리즈) 31
표 3.2. 실험체 일람표 (R-시리즈) 31
표 3.3. 콘크리트의 배합비 (C-시리즈) 34
표 3.4. 재료의 물리적 성질 (C-시리즈) 35
표 3.5. 콘크리트의 배합비 (R-시리즈) 37
표 3.6. 재료의 물리적 성질 (R-시리즈) 37
표 3.7. 실험체 일람 및 결과 (C-시리즈) 53
표 3.8. 실험체 일람 및 결과 (R-시리즈) 59
표 4.1. 구속받는 콘크리트의 응력-변형률 모델 80
표 4.2. 선행 연구 수행 실험 변수 (원형 실험체) 85
표 4.3. C-시리즈 실험체의 해석결과 92
표 4.4. 선행 연구 수행 실험 변수 (각형 실험체) 97
표 4.5. R-시리즈 실험체의 해석결과 104
그림 1.1. 철근의 변형률과 강도저감계수의 관계 16
그림 1.2. 횡구속철근으로 구속한 콘크리트 기둥의 구속영향 면적 17
그림 2.1. Kent and Park의 응력-변형률 모델 21
그림 2.2. Mander의 응력-변형률 모델 23
그림 2.3. Sakino and Sun의 응력-변형률 모델 24
그림 2.4. Cusson and Paultre의 응력-변형률 모델 27
그림 2.5. Li Bing and Tanaka의 응력-변형률 모델 28
그림 3.1. C-시리즈의 콘크리트의 응력-변형률 곡선 36
그림 3.2. C-시리즈의 철근의 응력-변형률 곡선 36
그림 3.3. R-시리즈의 콘크리트의 응력-변형률 곡선 38
그림 3.4. C-시리즈 실험체 단면의 형상 및 게이지의 위치 39
그림 3.5. R-시리즈 실험체 단면의 형상 및 게이지의 위치 40
그림 3.6. C-시리즈 실험체 셋팅 현황 41
그림 3.7. R-시리즈 실험체 셋팅 현황 41
그림 3.8. C-25시리즈 실험체 파괴 후 균열양상 43
그림 3.9. C-50 시리즈실험체 파괴 후 균열양상 44
그림 3.10. C-100 시리즈 실험체 파괴 후 균열양상 45
그림 3.11. R-25 시리즈 실험체 파괴 후 균열양상 46
그림 3.12. R-50 시리즈 실험체 파괴 후 균열양상 47
그림 3.13. 7 R-70 시리즈 실험체 파괴 후 균열양상 48
그림 3.14. R-100 시리즈 실험체 파괴 후 균열양상 48
그림 3.15. C-25 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 관계 50
그림 3.16. C-50 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 관계 51
그림 3.17. C-100 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 관계 52
그림 3.18. R-25 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 관계 56
그림 3.19. R-50 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 관계 57
그림 3.20. R-70 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 관계 58
그림 3.21. R-100 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 관계 58
그림 3.22. C-25, C-50, C-100 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 관계 64
그림 3.23. C-25, C-50, C-100 시리즈 실험체의 응력-횡방향 변형률 관계 65
그림 3.24. R-25, R-50, R-70, R-100 시리즈 실험체의 응력-종방향 변형률 곡선 68
그림 3.25. R-25, R-50, R-70, R-100 시리즈 실험체의 응력-횡방향 변형률 곡선 69
그림 3.26. C-시리즈의 실험변수와 강도증진율 비교 71
그림 3.27. C-시리즈의 보강철근비에 따른 횡구속효과 71
그림 3.28. R-시리즈의 실험변수와 강도증진율 비교 73
그림 3.29. R-시리즈의 횡보강철근비에 따른 횡구속효과 73
그림 3.30. C-시리즈의 구속된 콘크리트의 포아송비 75
그림 3.31. R-시리즈의 구속된 콘크리트의 포아송비 75
그림 4.1. 구속된 콘크리트의 유효횡구속압 78
그림 4.2. 구속된 콘크리트의 응력-변형률 거동 79
그림 4.3. 원형 실험체의 포아송비의 실험값과 해석값 비교 86
그림 4.4. 원형 실험체의 최대 강도 시 종방향 변형률의 해석값과 실험값 비교 87
그림 4.5. 원형 실험체의 최대 강도시 횡방향 변형률의 해석값과 실험값 비교 87
그림 4.6. 원형 실험체의 최대 횡구속압의 해석값과 실험값 비교 88
그림 4.7. 원형 실험체 제안식과 수정식의 최대횡구속압 비교 곡선 89
그림 4.8. 원형 실험체 제안식과 수정식의 종방향 변형률 비교 곡선 91
그림 4.9. 각형 실험체의 포아송비의 실험값과 해석값 비교 98
그림 4.10. 각형 실험체의 최대 강도시 종방향 변형률의 해석값과 실험값 비교 99
그림 4.11. 각형 실험체의 최대 강도시 횡방향 변형률의 해석값과 실험값 비교 99
그림 4.12. 각형 실험체의 최대횡구속압의 해석값과 실험값 비교 100
그림 4.13. 각형 실험체의 제안식과 수정식의 최대횡구속압 비교 곡선 101
그림 4.14. 각형 실험체의 제안식과 수정식의 종방향 변형률 비교 곡선 103
초록보기 더보기
본 연구에서는 철근콘크리트기둥의 횡보강철근에 철근콘크리트 기둥은 횡보강철근으로 구속함으로써 부재의 강도 및 연성능력의 증진효과를 얻을 수 있다. 이에 횡보강철근으로 구속된 콘크리트의 응력-변형률 모델이 다양하게 제시되어왔다. 콘크리트가 최대 응력에 도달했을 때 횡구속압의 효과는 횡구속철근의 항복을 가정으로 표현 할 수 있다. 그러나 이후에 효력은 또한 다른 변수들(구속보강에 대한 체적비, 스파이럴의 간격과 직경과 구속 코어의 직경, 구속 콘크리트 기둥의 최대횡구속 압력에 상응하는 횡보강철근의 응력상태에 영향을 받는다. 그러나 대부분의 제안모델은 최대 횡구속응력을 받을 시의 철근의 응력 상태를 고려하지 않고 항복 값을 그대로 사용한다. 고강도 콘크리트와 고강도 철근을 사용한 실험체의 경우 철근의 항복값을 사용할 경우 실험 결과 값에 대하여 최대 횡구속압을 과대평가할 수 있는 문제점을 갖고 있다. 이에 대한 고강도 강재의 적용성을 검토하기 위하여 고강도 나선철근의 횡구속 능력을 실험적으로 평가하였다. 콘크리트의 압축강도와 횡보강철근의 항복강도를 주요 변수로 하였다. 단면의 형상에 따라 원형과 각형 실험체를 제작하였으며 사용된 콘크리트의 압축강도는 25MPa~100MPa이며 나선철근의 항복강도는 472, 880, 1430 MPa의 3종류이다. 그리고 나선철근의 배근간격은 25㎜, 45㎜, 65㎜ 로 계획하였다. 실험체를 제작하여 고강도철근의 횡구속능력을 평가하였다. 최대횡구속응력에 영향을 미치는 변수를 고려하여 회귀분석을 포아송비의 경향을 찾고 구속된 콘크리트의 응력-변형률 모델을 제안하기로 한다. 원형과 각형에 단면의 형상에 따라 서로 다른 계수를 적용하여 변형률을 예측하였다. 실험결과 원형 실험체의 고강도 횡보강철근이 사각형 실험체에서보다 더 큰 횡구속 효과를 보였다. 제안된 구속콘크리트의 응력-변형률 모델은 구속 받는 콘크리트의 최대횡구속압의 크기와 변형률을 비교적 정확히 예측하였다. 제안한 포아송비를 기존 제안식에 적용하여 최대횡구속압 및 종방향 변형률을 계산할 경우 고강도 콘크리트를 예측할 때 전체적으로 기존 제안식보다는 수정식이 개선되는 경향을 확인 할 수 있다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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