Abstract
An equation for calculating confining reinforcement amount of RC bridge columns, specified in the current bridge design codes, has been made to provide additional load-carrying strength for concentrically loaded columns. The additional load-carrying strength will be equal to or slightly greater than the resistant strength of a column against axial load, which is lost because the cover concrete spalls off. The equation considers concrete compressive strength, yield strength of transverse reinforcement, and the section area ratio as major variables. Among those variables, the section area ratio between the gross section and the core section, varying by cover thickness, is a variable which considers the strength in the compression-controlled region. Therefore, the cross section ratio does not have a large effect in the aspect of ductile behavior of the tension-controlled region, which is governed by bending moment rather than axial force. However, the equation of the design codes for calculating confining reinforcement amount does not directly consider ductile behavior, which is an important factor for the seismic behavior of bridge columns. Consequently, if the size of section is relatively small or if the section area ratio becomes excessively large due to the cover thickness increased for durability, too large an amount of confining reinforcement will be required possibly deteriorating the constructability and economy. Against this backdrop, in this study, comparison and analysis were performed to understand how the cover thickness influences the equation for calculating the amount of confining reinforcement. An equation for calculating the amount of confining reinforcement was also modified for reasonable seismic design and the safety. In addition, appropriateness of the modified equation was examined based on the results of various test results performed at home and abroad.
현행 도로교설계기준의 철근콘크리트 교각 심부구속 횡방향철근량 산정식은 중심축력을 받는 기둥에서 콘크리트 피복이 탈락된 후 콘크리트 심부만으로 저항하는 축강도가 콘크리트 피복이 탈락되기 이전의 축강도 이상이 되기 위하여 필요한 횡구속 철근비로서 콘크리트 압축강도, 횡방향철근 항복강도 및 단면적비율을 주요변수로 고려하고 있다. 이들 변수 중 피복두께에 따라 달라지는 전체단면적과 심부단면적의 단면적비율은 압축파괴 영역에서의 강도발현 측면을 고려한 변수이므로 교각과 같이 작용축력이 상대적으로 낮아 축력보다는 모멘트에 의해서 지배되는 인장파괴 영역의 연성거동 측면에서는 단면적비율이 미치는 영향은 크지 않다. 그러나 설계기준의 횡방향철근량 산정식 자체가 교각의 내진거동에 중요한 요소인 연성능력을 직접적으로 고려한 식이 아니기 때문에 단면크기가 상대적으로 작은 경우 또는 내구성 등의 확보 차원에서 콘크리트 피복두께가 증가하여 단면적비율이 과도하게 커지는 경우에는 교각의 시공성 및 경제성이 저하될 정도로 많은 횡방향철근량이 요구되는 문제점을 야기한다. 따라서 본 논문에서는 콘크리트 피복두께가 심부구속 횡방향철근량 산정식에 미치는 영향을 비교, 분석하고 보다 합리적인 내진설계를 위한 심부구속 횡방향철근량 산정식을 수정 제안하였으며 국내 외에서 수행된 실험 결과를 바탕으로 제안식의 안전율 및 타당성을 검증하였다.
