A Numerical Study on Flexural Strength with the Spreading of Upper Reinforcement of Girder into the Adjoining Slab

보 상부철근의 슬래브 내 분산배근에 따른 휨강도의 수치해석적 연구

The study of girder-to-column joints under experiment and numerical analysis was carried out to evaluate change of the flexural capacity of the joints with the 2-layer upper reinforcement of girder within rectangular section and the single-layered upper reinforcement at the girder flange. According to the analysis results using the flange width, the flange thickness and the location of reinforcements in the upper flange as variables, in the models with a same effective width, the increasing rate of capacity has nothing to do with the flange width with a same effective width. However, the capacity of the models with the upper reinforcements arranged close to the rectangular beam section is larger than that of the models with the upper reinforcements arranged remotely from the rectangular section. If the range of arrangement fur reinforcement exceeds the effective width, despite of increasing the flange thickness, the capacity is not increased.

본 논문은 슬래브내의 보 상부철근의 영향을 파악하기 위한 해석적 연구로 슬래브가 있는 보-기둥 접합부에서 기존의 설계방법인 직사각형 단면 내에 상부철근을 2단으로 배근한 보와 동일량의 상부철근을 직사각형 단면에 1단만 배근하고 나머지는 보의 적정 플랜지폭 내에 분산 배치하여 상부철근의 배치에 따라 보의 휨 강도가 어떻게 변화하는지를 정량적으로 평가할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 연구 목적을 수행하기 위하여 상용화된 범용 구조해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 모델링하고, 비선형 구조해석을 실시하였다. 플랜지폭, 플랜지(슬래브)두께 및 상부 플랜지내에서의 철근의 위치 등을 변수로 한 수치해석을 통하여 보의 최대내력을 비교 검토한 결과, 플랜지폭의 영향은 상부 인장철근을 1단으로 직사각형 단면에서 멀리 배치할수록 내력차이가 증가하는 것을 확인하였으며, 플랜지폭이 동일한 계열에서 내력이 증가되는 비율은 플랜지두께의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났고, 상부 인장철근의 위치에 따른 내력은 슬래브두께가 증가할수록 내력의 차이가 줄어드는 것으로 나타났다.