Proposals of Indeterminate Strut-Tie Model and Load Distribution Ratio for Design of RC Corbels

철근콘크리트 코벨의 설계를 위한 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율의 제안

The RC corbels with the ratio of shear span-to-effective depth less than 1 are commonly used to transfer loads from beams to columns. The ultimate strengths and structural behaviors of RC corbels are controlled by the shear span-to-effective depth ratio, strength of concrete, shape and quantity of the reinforcement, and geometry of corbels. In this study, a simple indeterminate strut-tie model reflecting all characteristics of the ultimate strengths and complicated structural behaviors is presented for the design of RC corbels. In addition, a load distribution ratio, defined as a magnitude of load transferred by a horizontal truss mechanism, is proposed to help structural designers perform the design of RC corbels by using the strut-tie model approaches of current design codes. The ultimate strengths of 30 RC corbels tested to failure are evaluated by using the ACI 318-05's strut-tie model code for the validity check of the proposed indeterminate strut-tie model and load distribution ratio.

철근콘크리트 코벨은 전단지간대 유효깊이의 비가 1보다 작은 부재로서, 주로 보의 하중을 기둥으로 전달하기 위해 사용된다. 이러한 철근콘크리트 코벨의 극한강도 및 거동은 전단지간대 유효깊이의 비, 콘크리트의 압축강도, 철근의 배근형태와 배근량, 그리고 부재의 형상 등 다양한 변수들의 영향을 받는다. 본 연구에서는 이러한 철근콘크리트 코벨의 강도 및 거동 특성을 모두 반영하여 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현행 설계기준의 스트럿-타이 모델방법을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 철근콘크리트 코벨의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 수평 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 제안한 하중분배율을 ACI 318-05 스트럿-타이 모델 설계규정에 적용하여 파괴실험이 수행된 30개 철근콘크리트 코벨에 대한 극한강도 평가를 수행하였으며, 그 결과를 실험결과 및 ACI 318-05 설계기준에 의한 극한강도 평가결과와 비교하였다.