Evaluation of Shear Strength of Concrete Layers with Different Strength considering Interfacial Indentation

This study is a part of research to develop a steel-concrete hybrid girder using ultra high-performance concrete with a compressive strength of 80 MPa. To this end, the Eurocode design formula for the shear resistance developed in a concrete-to-concrete interface was examined for the interface between concrete layers of different strengths. To examine the effect of the surface roughness on the shear resistance, a push-out test was conducted on specimens while considering the parameters of the Eurocode design equation. The actual behavior was evaluated with respect to the compressive strength of the concrete, the reinforcement ratio of the shear rebar, and the interfacial surface condition. The specimen with a rough interface shows 20-50% higher shear strength than that estimated by the design equation. In the case of failure mode, abrupt failure tends to occur at the interface of the concrete layer for the specimen with a low reinforcement ratio. It is expected that the shear strength of the concrete layer will increase according to the strength differential in the concrete layers.

이종강도 부재간 연결면 조건에 따른 전단강도 평가

본 연구에서는 Eurocode에서 제시하는 콘크리트 부재간 계면조건을 고려한 전단강도 설계식을 압축강도가 서로 다른 부재 연결부에 대해서도 적용할 수 있는지를 검토하기 위하여 전단실험을 수행하고 설계 평가식과 비교하였다. Eurocode에서 제시하는 전단강도 평가식의 변수를 고려하여 콘크리트 압축강도, 전단철근 보강비, 요철계면을 변수로 하는 부재를 제작하였고, 콘크리트층 간의 강도 차이와 요철계면의 유무에 따른 전단강도에 주안점을 두고 전단실험을 수행하였다. 실험을 통해 계측한 실제 전단강도를 Eurocode의 전단강도 평가식을 이용한 계산값과 비교하여 실제 전단강도 수준과 평가식과의 차이를 평가하였으며, 이종강도를 갖는 콘크리트 층에서 압축강도가 증가함에 따라 전단강도도 증가하며, 계면요철을 둔 연결부 전단강도는 설계기준의 평가식으로 계산한 값에 비해 20~50%까지 차이를 보이는 것으로 나타났다. 철근보강비가 작은 경우에는 계면요철에 의한 전단저항력이 전단강도에 주로 기여하며, 이 경우에는 계면에서의 급격한 파괴가 일어나는 현상과 전단강도 편차가 크게 나타남에 따라 평가식과 큰 차이를 보였다. 특히, 이종강도를 갖는 콘크리트 층의 전단강도는 압축강도 차이가 클수록 강도 평가식과 큰 차이를 보이는 것으로 판단된다.