A Study on Shear Strength Prediction for Reinforced High-Strength Concrete Deep Beams Using Softened Strut-and-Tie Model

연화 스트럿-타이 모델에 의한 고강도 철근콘크리트 깊은 보의 전단강도 예측에 관한 연구

In the ACI Code, the empirical equations governing deep beam design are based on low-strength concrete specimens with $f_{ck}$ in the range of 14 to 40MPa. As high-strength concrete(HSC) is becoming more and more popular, it is timely to evaluate the application of HSC deep beam. For the shear strength prediction of HSC deep beams, this paper proposed Softened Strut-and-Tie Model(SSTM) considered HSC and bending moment effect. The shear strength predictions of the proposed model, the Appendix A Strut-and-Tie Model of ACI 318-02, and Eq. of ACI 318-99 11.8 are compared with the experimental test results of 4 deep beams and the collected experimental data of 74 HSC deep beams, compressive strength in the range of 49~78MPa. The proposed SSTM performance consistently reproduced 74 HSC deep beam measured shear strength with reasonable accuracy for a wide range of concrete strength, shear span-depth ratio, and ratio of horizontal and vertical reinforcement.

춤이 깊은 보 설계를 위한 현행 ACI 기준은 콘크리트 압축강도 40MPa이하의 실험결과를 바탕으로 한 반 경험적인 제안식으로서 40MPa이상 고강도콘크리트의 사용이 증가됨에 따라 현행 기준의 고강도 깊은 보에 대한 적용성 평가가 요구되고 있다. 고강도 깊은 보의 전단강도 예측을 위하여 본 연구에서는 콘크리트강도와 모멘트효과를 고려한 수정 연화 스트럿-타이 모델을 제시하였다. 제안모델 평가를 위하여 4개의 시험체를 제작하였으며, 콘크리트 압축강도 49~78MPa로 제작된 74개의 기존 실험 데이터를 적용하여 ACI 318-99 11.8기준, ACI 318-02 부록 A STM의 해석결과와 비교 평가하였다.