초록
전단보강근이 없는 보의 거동을 이해하기 위하여 서로 다른 트러스 개념으로부터 출발한 두 종류의 해석방법 및 배경이론[압축응력장(MCFT) 및 균열마찰 (CFTM)이론]을 수단으로 콘크리트 기여강도($V_c$)를 구성하는 i)압축지역의 전단응력, ii)균열면의 마찰작용, iii)주근의 장부작용, iv)아치작용 및 최근에 추가된 v)비균열 부위 잔류 인장강도의 상대적인 중요도를 물리적으로 설명하였다. 또한, 두 해석모델의 평가를 위하여, 최근 국내에서 파괴역학 개념의 크기 효과식 개발에 보다 초점을 맞추어 수행된 일련의 고강도 콘크리트보의 실험결과(20개, $f'_c$=53.7Mpa)를 예측하였다. 예측결과에 의하면, 두 해석모델은 a/d비, 주근량 및 보의 춤이 변화함에 따라 관측된 물리적 현상을 정확하게 포착하고 있었으며, 특히 MCFT로부터 얻어낸 보다 자세한 응력 및 변형도 분포 등에 관한 정보는 일련의 추가적인 설명을 가능하게 하였다. 하지만, 보다 완전한 이론적 배경을 지니고 있는 MCFT는 P4.6 및 D915의 파괴하중을 각각 다소 과소 및 과대 평가하는 경향을 나타내고 있어, 주근량 및 크기효과에 대한 보다 완전한 결론을 유도하기 위해서는 추가적인 실험적 연구가 필요한 것으로 판단되었다.
To deepen the understanding of shear behaviour in beams without transverse reinforcement, the relative importance of five contributing factors to concrete shear resistance($v_c$), which are i)flexural compression zone, ii)friction at crack faces, iii)dowel action, iv)arch action and recently identified, v)residual tensile stresses across cracks, was explained physically using two analytical methods based on the truss concept. One is called "Modified Compression Field Theory(MCFT)" considering ii) and v) explicitly, and the other "Crack Friction Truss Model(CFTM)" more dominantly ii) in determining concrete resistance. To verify their effectiveness, the predictions using MCFT and CFTM were also made for twenty KAIST beam tests($f'_c$=53.7Mpa), designated more likely to the development of the size effect law based on the fracture mechanics concept. Experimental findings with varying of a/d, longitudinal reinforcement ratios, and obtained from MCFT enabled additional explanations for some phenomena which were difficult to measure in tests. However, MCFT seemed somewhat conservative for beams with higher longitudinal reinforcement, while somewhat unsafe for beams with larger depths. More tests are necessary leading to firm conclusions in these areas.