철근을 고려한 콘크리트 기둥의 수정탄성계수

Modified Modulus of Elasticity of Concrete Column with Steel Bars

본 연구에서는 철근콘크리트의 압축부재에 배근되는 횡방향 철근의 구속효과와 축방향 철근비에 따른 탄성계수의 변화를 검토하였으며, 이를 바탕으로 철근비를 고려한 구조해석의 필요성을 제시하고자 하였다. 기존의 실험자료를 이용하여 철근콘크리트 압축부재에 대한 수정탄성계수 계산식을 제안하였다. 제안된 탄성계수를 적용한 구조물에 대한 해석을 실시하여 구조물의 거동에 어느 정도 영향을 미치는 파악하였는데, 철근비를 고려한 단면과 철근비를 고려하지 않은 단면에서 기둥과 보의 휨모멘트 크기에 상당한 차이가 발생함을 확인하였다. 풍하중 같은 횡방향 하중이 지배적인 경우에도 기둥의 철근비를 고려한 경우와 그렇지 않은 경우는 수평변위와 모멘트와 축력 등의 부재력에 큰 차이를 보였다. 따라서 철근콘크리트 구조물의 구조해석 시 현재 실무에서 일부 사용되는 방법에는 부재력의 과소평가 또는 과대평가의 가능성이 있으며, 이러한 문제점을 최소화하는 대안으로 본 연구에서 제시한 철근비를 고려한 수정탄성계수의 적용이 합리적인 것으로 판단된다.

In this study, it is investigated the modified modulus of elasticity of the reinforced concrete columns including the longitudinal reinforcing steels as well as the confinement effect of the core concrete due to the transverse reinforced steel through the literature reviews. Equations are derived in order to evaluate the modified modulus of elasticity for the reinforced compressive concrete including the confinement effect. The finite element analysis for the 20 story reinforced concrete building is undertaken as a case study depending on the steel ratio and modulus of elasticity, and the analysis results are discussed.