고강도 콘크리트를 사용한 RC보의 최대철근비

Maximum Shear Reinforcement of RC Beams using High Strength Concrete

현행 기준식에서는 철근콘크리트 보의 취성적 전단 파괴를 방지하기 위하여 전단보강철근이 항복한 이후에 복부 콘크리트가 압축파괴하도록 최대전단철근비에 대한 제한을 두고 있다. 최대전단철근비에 대한 제한은 각 기준식마다 매우 상이하다. ACI 318-05, CSA-04 와 EC2-02기준에서는 최대전단철근비가 콘크리트의 압축강도에 따라서 변화하지만, 일본기준식은 압축강도와 무관하게 일정한 값이다. 고강도콘크리트가 사용될 경우에 CSA-04와 EC2-02기준에서 요구하는 최대전단철근비는 ACI 318-05의 두 배 이상으로 기준식마다 상이하게 최대전단철근비를 제한하고 있다. 이 연구에서는 10개의 철근콘크리트 보 실험을 통하여 최대철근비가 미치는 보의 거동 및 내력을 평가하였다. 실험 결과에 의하면 ACI 318-05에서 요구하는 철근비보다 많은 전단보강철근이 배근된 보에서도 전단보강철근이 항복한 이후에 콘크리트가 압축파괴하였다.

The ACI 318-05 code requires the maximum amount of shear reinforcement in reinforced concrete (RC) beams to prevent possible sudden shear failure due to over reinforcement. The design equations of the maximum amount of shear reinforcement provided by the current four design codes, ACI 318-05, CSA-04, EC2-02, and JCI-99, differ substantially from one another. The ACI 318-05, CSA-04, and EC2-02 codes provide an expression for the maximum amount of shear reinforcement ratio as a function of the concrete compressive strength, but Japanese code does not take into account the influence of the concrete compressive strength. For high strength concrete, the maximum amount of shear reinforcement calculated by the EC2-02 and CSA-04 is much greater than that calculated by the ACI 318-05. This paper presents the effects of shear reinforcement ratio and compressive strength of concrete on the maximum shear reinforcement in reinforced concrete beams. Ten RC beams having various shear reinforcement ratio were tested. Although the test beams were designed to have much more amount of shear reinforcement than that required in the ACI 318-05 code, all beams failed due to web concrete crushing after the stirrups reached the yield strain.