A Study on the Shear Behavior of Reinforced High Strength Lightweight Concrete Beams

경량고강도 콘크리트보의 전단거동에 관한 연구

Recent advances in material technology has accelerated the development of higher strength concretes using lightweight manufactured aggregates.Concretes with these chnractcristics are designable since the reductiun of dead loads and the increase in load capacity can oflix substantial cost reductions. Alt,hough thesc rharackristics are very desirable, very little information is availablc to the structural rivic;~~,cher about the properties of highstrength lightweight concrete. In general, shear strength of reinforced concrete beams is dependent on the compressive strength of concrete. the longitudinal steel ratio, the shear span to the depth ratio and shear reinforcement. In this study. eight single reinforced high strength lightweight concrete beams were tested to investigate their behavior and to determine their ultimate shear strengths.The variables studied in this investigation are shear span to effective depth ratio a/d = 1.5. 2.5, 3.5 and 4.5 : vertical shear reinforcement ratio ${\rho}_8= 0%$ and 1.136%. Test results were analyzed and compared with strengths predicted by ACI code equation. Zsutty's equation. As the results, ACI Eq.(ll-3) and ACI Eq.(ll-6) are conservative for high strength lightweight concrete beam. Also Zsuttyrs Eq. is conservative for beams except short beams. (a/d= 1.5)

최근의 건설 재료의 발전은 인공경량골재의 대량생산을 가능케 했으며 이를 사용한 경량고강도콘크리트의 발전을 가속화시켰다. 경량고강도콘크리트는 Dead Load를 감소시켜 건설비용을 경감시킬 뿐만 아니라 자중 감소로 인하여 지진 등에도 적절히 대응할 수 있는 재료이다. 그러나 대부분의 연구가 보통중량 골재를 사용한 고강도 콘크리트에 대한 연구이고, 경량골재를 사용한 고강도콘크리트에 대해서는 그 연구 결과가 많지 않다. 일반적으로 철근콘크리트 보의 전단강도는 콘크리트의 압축강도, 인장철근비, 전단스팬비, 그리고 전단보강철근의 유무에 영향을 받는다고 한다. 이에 본 연구에서는 전단스팬비(a/d = 1.5, 2.5, 3.5, 4.5)와 전단보강철근( ${\rho}_8= 0%$, 1.136%)을 변수로 한 총 8개의 시험체를 가지고 경량고강도콘크리트의 전단거동에 관한 특성을 규명하고자 전단실험을 행했다. 실험결과들은 ACI 규준식 및 Zsutty의 제안식과 비교 검토되었다. 그 결과 ACI(11-3)식과 (11-6)식은 경량콘크리트 보에서도 적용 가능하고, 또한 Zsutty 의 제안식도 전단스팬비(a/d)가 1.5인 경우를 제외하고는 적용될 수 있음을 알 수 있었다.