Indirect Crack Controling Method Affected by Variation of Material Characteristics in Reinforced Concrete Flexural Members

Crack formations are inevitable in reinforced concrete structures. To estimate crack widths, empirical formulae are used widely and indirect crack controling methods of limiting bar spacing and bar diameter are also used due to their simplicity. In EC2, the characteristic crack width is calculated by multiplying maximum crack spacing and average strain. In this study, limit values of maximum bar spacing and bar diameter are examined as the material characteristics are varied. Two models of tension stiffening effect and maximum crack spacing and their effects are evaluated. The obtained results are compared with the values obtained using KCI method. The results showed that a significant difference is found when two tension stiffening effect are employed, and an under-estimation is found when 2nd order tension stiffening effect and maximum crack spacing limit from Part II were implemented. Therefore, a rational indirect crack control method attained using the tension stiffening effect of 2nd order form is needed. Also, a consistency in serviceabiliy analysis in flexural members needs to be secured. In order to achieve these goals, two crack controling models are suggested.

재료 특성 변화에 따른 철근콘크리트 휨부재의 간접균열제어 방법 연구

철근콘크리트 부재의 균열은 필수불가결한 현상이다. 따라서 효과적으로 균열폭을 측정하기 위한 많은 경험식이 제시되었고, 또한 간편한 적용성 때문에 철근 간격과 직경의 제어를 통한 간접균열제어법이 제시되고 널리 사용되고 있다. EC2에서는 최대균열간격과 평균변형률의 곱으로 설계 균열폭을 산정한다. 이 연구에서는 재료 특성에 따른 최대철근간격과 최대철근직경을 산정하였다. 특히 인장증강효과 모델과 최대균열간격에 따른 영향을 분석하였고, 이를 콘크리트구조설계기준에서 제시한 값과 비교하였다. 해석 결과 인장증강효과 모델에 따라 큰 차이가 발생하였고, 2차식 형태의 인장증강효과 모델과 Part II의 최대균열간격을 사용함으로써 과소평가되었다. 따라서 2차식 형태의 인장증강효과 모델을 사용함으로써 합리적인 간접균열제어가 가능하다. 또한 이를 통해 휨부재의 사용성 검증에 일관성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 이와 함께 균열제어를 위한 두 가지 모델을 제안하였다.