• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.35-43
• /
• 2017

철근콘크리트 휨부재의 최소철근비는 부재의 취성 파괴를 방지하기 중요한 설계 인자이다. 콘크리트구조기준과 도로교설계기준에서 사용되는 최소철근비는 단면의 유효 깊이 및 모멘트 팔길이에 대한 가정을 통해 산정되었다. 따라서 이 연구에서는 재료 모델과 힘의 평형 관계를 통해 합리적으로 최소철근비를 산정할 수 있는 방법을 제안하였다. 연구 결과 도로교설계기준의 포물-사각형 곡선을 통해 산정된 최소 철근비는 현재 설계 기준에 의한 최소철근비의 약 52~80% 수준으로 산정되어 경제적인 설계가 가능한 것으로 나타났다. 또한, 재료 모델을 통한 최소철근량이 배치된 부재의 연성 능력은 현재 설계 기준에 의한 값의 약 89% 수준으로 평가되었으나, 부재의 연성도는 7 이상으로 충분한 연성능력을 보였다. 따라서 제안된 포물-사각형 곡선을 통한 최소철근비는 휨부재 설계의 이론적 합리성 뿐만 아니라 안전성 및 경제성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.795-803
• /
• 2004

현행 구조설계기준식에서는 취성적으로 파괴하는 최소전단보강철근 파괴를 방지하기 위하여 철근콘크리트 보에 최소전단보강철근을 배근하도록 규정하고 있다. 최소전단철근비는 콘크리트의 압축강도와 함께 주인장철근비와 전단경간비에 영향을 받는다. 이 연구에서는 주인장철근비와 전단경간비가 철근콘크리트 보의 최소전단철근비에 미치는 영향을 파악하기 위하여 14개의 철근콘크리트 보를 실험하였다. 실험에 의하면 전단 여유율은 주인장철근비가 증가할수록 증가하였고, 전단경간비가 증가할수록 감소하였다. 실험 결과는 ACI 318-02 기준식과 선행 연구의 제안식과 비교되었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.641-648
• /
• 2013

현행 설계기준들에서는 비틀림모멘트를 받는 철근콘크리트 부재의 취성적인 파괴를 방지하기 위하여 최소비틀림철근비를 규정하고 있다. 그러나, 국내 현행기준 및 ACI318-11에서 규정하고 있는 최소비틀림철근비 산정식은 종방향 최소철근비, 공간트러스모델의 역학적 평형관계 및 여유강도 확보 등의 측면에서 불합리한 문제점들을 내포하고 있다. 따라서, 이 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 보다 합리적이고 충분한 강도여유율을 확보할 수 있는 최소비틀림철근비 산정식을 제안하였다. 또한, 제안식을 기존실험 결과와 비교하여 검증하였으며, 제안모델이 모든 대상실험체들의 최소비틀림철근비를 안전측으로 평가하는 것을 확인하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.475-482
• /
• 1997

This study reports the results of flexural test on 6 specimens for maximum reinforcement ratio and 4 specimens for minmum reinforcement ratio with concrete compressive strength 1,000, 1,200 kg/$\textrm{cm}^2$ . The major test variables for the reinforcement ratio designed 0.55$\rho_b$, 0.65$\rho_b$, 0.75$\rho_b$ for maximurm reinforcement ratio test 14/fy $\sqrt[0.72]{\rho}\acute{f}_c$ / $f_y$ for minimum reinforcement ratio test. The test results were compared with ACI 318-95 Code. In the Ultra High Strength Concrete beam, the maximum reinforcement ration should be less than 0.6$\rho_b$ for ductile behavior and the existing minimum reinforcement ratio by ACI Building Code is Sufficiently safe.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.890-895
• /
• 2003

The purpose of this experimental study is to investigate the influence of shear span-to-depth ratio on the minimum shear reinforcement ratio of reinforced concrete beams. In this study, 7 reinforced concrete beam specimens were tested. The parameters of experiment are shear span-to-depth ratio(a/d=2.0, 3.0, 4.0) and shear reinforcement ratio($p_v$=0%, 0.183%, and 0.233%). The section of all secimens was 350mm width and 450mm depth. The observed results were compared with the calculated results by the current ACI 318-02 Building Code and the proposed equation. The safety rate of the specimens, L5S2A, L5S3A, L5S4A, and L5S4P specimens were 1.80, 1.25, 1.38, and 1.56 respectively. The test results indicated that the shear behavior of reinforced concrete beams with the minimum shear reinforcement was influenced by the shear span-to-depth ratio.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제56권2호
• /
• pp.317-340
• /
• 2015

Design codes have specified the minimum shear reinforcement requirement for reinforced concrete (RC) and prestressed concrete (PSC) members to prevent brittle and premature shear failure. They are, however, very different from one another, and particularly, ACI318 code allows the required minimum shear reinforcement to be reduced in PSC members, compared to that in RC members, by specifying the additional equation for PSC members whose basis is not clear. In this paper, the minimum shear reinforcement ratio for PSC members was proposed, which can provide a sufficient reserved shear strength and deformation capacity. The proposed equation was also verified by the test results of PSC specimens lightly reinforced in shear, comparing to design codes and other proposed equations from previous studies.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.35-44
• /
• 2017

본 연구에서는 국내 콘크리트구조기준(2012)에서 규정하고 있는 최소철근량 이하로 보강된 보에 강섬유를 혼입한 강섬유보강철근콘크리트보의 휨파괴 실험을 수행하였다. 실험변수는 철근비와 강섬유의 혼입량으로 하였다. 철근보강비는 최소철근량의 44%, 66%, 78%와 100%로 하였으며, 강섬유의 혼입량은 0.25%, 0.50%, 0.75% 및 1.00%이다. 실험결과, 강섬유는 균열저항성능을 크게 개선시키는 것으로 확인되었다. 또한, 하중저항성능의 관점에서 강섬유는 항복하중의 증가에 기여하지만 극한하중의 증가에는 거의 기여하지 못하는 것을 확인하였다. 강섬유로 인한 항복하중의 증가량은 철근 감소로 인한 항복하중의 감소량에 비하여 미미한 것으로 나타났다. 최소철근보에서 강섬유의 사용은 오히려 연성을 크게 감소시키는 것으로 확인되었다. 따라서 최소철근 휨부재에 강섬유를 사용하기 위해서는 연성도 확보를 위하여 철근비를 증가시켜야 하는 것으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.396-402
• /
• 2021

철근콘크리트 휨부재 단면은 휨강도를 확보함과 동시에 연성을 확보할 수 있도록 설계되어야 한다. 설계기준에서는 연성거동을 확보하기 위해 철근비나 중립축 깊이를 제한한다. 균형철근비 보다 적은 철근량이 배치된 단면은 연성이 확보되므로 균형철근비는 이론적인 최대철근비가 된다. 그러나 너무 적은 양의 철근량이 배치된 단면은 연성 거동과 관계 없이 균열 휨모멘트를 만족하지 못하고 취성 파괴될 수 있다. 또한, 최근 들어 고강도 재료의 사용이 증가함에 따라 최소철근비로 설계된 부재의 설계도 증가하고 있다. 이에 설계기준에서는 최소철근량에 대해서도 규정하고 있다. 콘크리트구조기준(2012)에서는 최소철근량에 대하여 철근과 콘크리트 강도의 항으로 직접적으로 규정하였다. 그러나 개정된 콘크리트구조 학회기준(2017)에서는 설계 휨강도와 균열 모멘트 사이의 관계를 통해 최소철근량을 간접적으로 제시하고 있다. 이는 피복두께에 대한 영향을 반영할 수 있지만, 재료 모델에 대한 정의가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 콘크리트구조기준(2012)과 콘크리트구조 학회기준(2017)의 최소철근량에 대한 규정을 비교 검토하고, 다양한 해석 변수를 통해 최소철근량의 변화를 검토하여 합리적인 최소철근량 검토 방안에 대하여 고찰하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.1-9
• /
• 2017

원형 기둥의 나선철근은 축방향 철근의 위치 고정 및 좌굴방지와 코어콘크리트의 충분한 횡구속으로 기둥의 연성거동에 효과적인 역할을 한다. 각국은 기둥에 요구되는 연성을 확보하기 위하여 나선철근의 최소철근비를 제시하고 있다. ACI 318-14와 국내 콘크리트 구조설계 기준에서 제시하는 나선철근 최소철근비는 Richart et al.(1928)의 이론에 기초하여 개발되었으며 현재까지 사용되고 있다. 그러나 Richart et al.(1928)의 이론은 현대의 고강도 콘크리트, 고강도철근 그리고 나선철근의 배근조건 등의 영향을 고려하지 못한다. 이 연구에서는 나선철근으로 구속된 철근콘크리트 원형 기둥의 내력회복 및 연성증진에 요구되는 나선철근에 대한 수정 최소철근비 산정식을 제시한다. 수정 최소철근비 산정식은 콘크리트 압축강도, 나선철근 항복강도, 기둥의 단면적, 나선철근 배근간격, 나선철근 직경의 영향을 고려하고 있다. 이 논문에서는 재료강도 및 나선철근 최적비를 변수로 한 실험체의 일축 압축실험을 통하여 ACI 318-14에 제시하는 나선철근 최소철근비 산정식의 타당성을 검토하고, 그 결과를 토대로 나선철근 최소철근비 산정식의 수정방안을 고찰하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권2호
• /
• pp.187-197
• /
• 2010

본 연구에서는 성능기반설계를 위한 기둥의 주철근비에 대하여 연구하였다. 일률적인 현행 설계기준과 달리, 다양한 기둥의 설계변수를 고려하여 기둥의 주철근을 정의하였다. 기둥의 최소철근비는 다음의 2 가지 사항을 고려하여 평가하였다; 1) 사용상태에서 콘크리트의 장기변형에 의한 철근의 조기항복 방지; 2) 내진설계시 기둥의 연성능력을 확보하기 위해 균열모멘트 이상의 극한휨강도 확보. 배근상태와 하중조건에 따른 기둥의 유효강성도 강도설계시 추가적으로 고려하였으며, 3 가지 사항을 고려한 주철근비 결정방법을 제안하였다. 제안된 방법은 설계예제에 적용되었다.