• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제53권5호
• /
• pp.939-956
• /
• 2015

In this study, in order to propose an efficient model to predict the torque capacity of steel fiber reinforced concrete (SFRC) beams, the existing experimental data related to torsional response of beams is reviewed. It is observed that existing data neglects the effects of some parameters on the variation of torque capacity. Thus, an experimental research was also conducted to obtain the effects of neglected parameters. In the experimental study, a total of seventeen SFRC beams are tested against torsion. The parameters considered in the experiments are concrete compressive strength, steel fiber aspect ratio, volumetric ratio of steel fibers and longitudinal reinforcement ratio. The effect of each parameter is discussed in terms of torque versus unit angle of twist graphs. The data obtained from this experimental research is also combined with the data got from previous studies and employed in artificial neural network (ANN) analysis to estimate the ultimate torque capacity of SFRC beams. In addition to parameters considered in the experiments, aspect ratio of beam cross-section, yield strengths of both transverse and longitudinal reinforcements, and transverse reinforcement ratio are also defined as parameters in ANN analysis due to their significant effects observed in previous studies. Assessment of the accuracy of ANN analysis in estimating the ultimate torque capacity of SFRC beams is performed by comparing the analytical and experimental results. Comparisons are conducted in terms of root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE) and coefficient of efficiency ($E_f$). The results of this study revealed that addition of steel fibers increases the ultimate torque capacity of reinforced concrete beams. It is also found that ANN is a powerful method and a feasible tool to estimate ultimate torque capacity of both normal and high strength concrete beams within the range of input parameters considered.

• 콘크리트학회지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.79-85
• /
• 1991

강섬유를 보강한 철근 콘크리트 프리즘에, 인장하중을 철근에 가하여 강섬유 보강콘크리트가 인장강도에 달한직후 균열이 발생한 다음에는 강섬유의 연결작용에 의해 철근의 인장강성이 보강되는 현상을 실험적으로 밝혔다. 균열이후에 강섬유보강콘크리트가 발휘하는 철근의 인장강성보강 효과를 평균변형도와의 관계로 나타내고, 그 관계를 근거로 인장강성증가 효과를 평균변형돠와 관련시켜 정양적으로 평가하여 강섬유보강 철근콘크리트의 설계에 기초적인 자료를 제공하고 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1992년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.82-87
• /
• 1992

In this thesis, the fatigue tests were performed on a series of SFRC (steel fiber reinforced concrete)to investigate the flexural tensile behavior of SFRC varying with the steel fiber contents and the steel fiber aspect ratios. Beam specimens of 10$\times$10$\times$60cm are used. the specimen series are classified according to the steel fiber contents varying 0.5. 1.0, 1.5%, and to the steel fiber aspect ratios varying 60, 80, 100. The three point loading system was used in the fatigue tests. The minimum value of repeated loading was fixed at 10.0kgf and maximum value was 75% to static ultimate strength for periodically using concrete strain gages located at the lower end of the mid-span, and the stress-strain curves were drawn for each specimens, respectively. From the tests result, it was found that the larger steel fiber content and the smaller the steel fiber aspect ratio is , the tensile strain of SFRC under fatigue load proportionally increases. By the regression analysis on these results, the empirical formulae to predict the tensile strain of SFRC were suggested. In comparison of the tensile elastic modulus under fatigue load, it was also found that the larger steel fiber content and the smaller steel fiber aspect ratio is , the smaller decreasing rate of the stiffness of SFRC under fatigue load decreased.

• 콘크리트학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.81-87
• /
• 1992

본 논문에서는 강섬유 혼입량과 강섬유 형상비에 대한 강섬유보강콘크리트의 휨 피로거동을 분석하기 위하여 일련의 강섬유보강콘크리트 시험체에 대하여 피로실험을 수행하였다. 피로실험은 3점 휨 실험법으로 실시하였으며, 실험시 각 시험체의 하중반복회수에 대한 중앙처짐과 피로파괴시의 반복회수를 조사하였다. 이들 실험 결과를 토대로 반복회수에 대한 강섬유보강콘크리트의 중앙처짐, 비탄성변형에너지 및 탄성변형형에너지등을 비교 분석하였으며, 강섬유보강콘크리트의 S-N선도를 작도하였다. 연구결과, 강섬유 혼입량이 클수록 영구변형에 손실되는 에너지가 크게 감소하고, 균열 확대에 소모되는 에너지가 증가하였으며, 동일한 강섬유 혼입량을 갖는 강섬유콘크리트의 경우 강섬유 형상비가 클수록 탄성변형에너지는 작았다. 아울러 본 피로실험 결과를 회귀분석하여 구한 S-N선도에 의하면 강섬유 혼입량이 1.0%인 강섬유보강 콘크리트의 반복회수 200만회에 대한 피로초기균열 발생시의 정적강도의 약 70%로 나타났다.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.443-452
• /
• 2001

Fatigue behavior of reinforced concrete(RC) and steel fiber reinforced concrete(SFRC) beams has been experimentally investigated. Fatigue behavior influenced by longitudinal reinforcement ratio, volume and type of steel fiber, strength of concrete and load ratio $P_{u}/P_{o}$. It can be observed from experimental results that addition of steel fiber to reinforced concrete beam reduces crack widths and increases stiffness, and thus enhances the behavior in serviceability limit states also for high cyclic fatigue loading.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지진공학회 2001년도 추계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Fall 2001
• /
• pp.431-438
• /
• 2001

Fatigue behavior of reinforced concrete(RC) and steel fiber reinforced concrete(SFRC) elements has been experimentally investigated. Fatigue behavior influenced by longitudinal reinforcement ratio, volume and type of steel fiber, strength of concrete and load ratio $P_{u}$ $P_{o}$. It can be observed from experimental results that addition of steel fiber to reinforced concrete beam reduces crack widths and increases stiffness, and thus enhances the behavior in serviceability limit states also for high cyclic fatigue loadingngng

• Advances in concrete construction
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2022

Concrete is a brittle material and weak in tension. Traditionally, web reinforcement in the form of vertical stirrups is used in reinforced concrete (RC) beams to take care of principal stresses that may cause failure when they are subjected to shear stresses. In recent decades, the potential of various types of fibers for improving post-cracking behavior of RC beams and replacing stirrups completely or partially have been studied. It has been shown that the use of steel fibers randomly dispersed and oriented in concrete has a significant potential for enhancing mechanical properties of RC beams. However, the studies on deep steel fiber reinforced concrete (SFRC) beams are limited when compared to those focusing on slender beams. An experimental program consisting of three RC and nine SFRC deep beams without stirrups were conducted in this study. Besides, various models developed for predicting the ultimate shear strength and diagonal cracking strength of SFRC deep beams without stirrups were applied to experimental data obtained from the literature and this study.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제27권5호
• /
• pp.501-510
• /
• 2015

최근 프리캐스트 콘크리트에 현장타설 콘크리트를 타설하는 복합화 공법의 사용이 증가하고 있다. 강섬유 콘크리트는 습식공법에서는 시공성 문제로 적용이 어렵지만, 공장에서 선 제작이 이뤄지는 프리캐스트 부재에는 충분히 사용 가능하다. 강섬유 콘크리트가 복합화 공법에 사용되면 서로 재료적 특성이 다른 강섬유 콘크리트와 일반 콘크리트 합성단면의 전단강도 산정법이 문제가 되고 있다. 하지만 현행 기준은 명확한 기준을 제시하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 강섬유 콘크리트가 사용된 합성 부재의 전단강도 실험을 통해 강섬유 콘크리트가 합성단면의 전단강도에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 변수로는 합성단면적비와 전단철근비를 고려하였다. 실험결과를 살펴보면, 강섬유가 인장대에 보강된 경우 강섬유 보강 단면적에 비례하여 전단강도가 증가하였다. 하지만 강섬유의 영향으로 인해 계면에서 수평전단파괴가 쉽게 발생하기 때문에 최소 수평전단철근이 반드시 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권6호
• /
• pp.94-101
• /
• 2023

본 연구에서는 철근콘크리트(RC) 및 강섬유보강콘크리트(SFRC) 외부 보-기둥 접합부에서 SD700인 확대머리철근의 정착성능을 실험적으로 평가하였다. 실험체는 총 10개로 제작되었으며 강섬유 보강 유무, 정착길이, 보의 유효춤, 스터럽 배근상세 등을 변수로 계획하였다. 실험결과, 실험체는 실험변수에 따라 측면파열파괴, 콘크리트 브레이크아웃파괴, 전단파괴 등이 나타났다. 정착길이를 변수로 한 RC 계열실험체에서 정착길이가 25~80% 증가함에 따라 정착강도는 26.5~42.2% 증가하여 정착길이에 비례하지 않음을 확인하였다. 보의 유효춤이 2배인 JD 계열 실험체는 콘크리트 브레이크아웃파괴가 나타나 기준 실험체에 비하여 31.5~62% 최대내력이 감소하였다. 확대머리철근 주위의 전단보강근 간격이 기준실험체에 비하여 1/2배인 S 계열 실험체는 8.4~ 9.7% 최대내력이 증가하였다. SFRC 실험체 콘크리트 압축강도가 RC 실험체 콘크리트 압축강도에 비하여 29.3% 작게 평가되었지만, 정착강도는 7.3~12.2% 더 크게 증가하였다. 이에 강섬유 보강에 따른 확대머리 철근의 정착성능이 크게 향상됨을 확인하였다. KDS 기준의 정착길이 92%, 110%로 배근된 실험체의 실험 최대내력이 이론내력에 비하여 92%, 99%인 결과를 고려하면 안전율을 더욱 크게 고려할 필요가 있는 것으로 판단된다. 또한 정착길이 대비 보의 유효춤을 고려한 설계식 제시가 요구된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.189-196
• /
• 2018

순환골재를 사용한 철근콘크리트 부재에서 휨강도에 비하여 전단성능 저하가 문제점으로 제기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 강섬유를 콘크리트 보강재로 사용할 수 있다. 본 연구에서는 순환골재를 사용한 SFRC 보의 전단실험을 통하여 강도 및 변형 특성을 파악하고자 하였다. 주요 실험변수는 강섬유 혼입률(0, 0.5%, 1%), 순환골재 치환율(0%, 100%), 전단경간비(a/d = 1, 2) 등이다. 실험결과 실험에 의한 전단강도는 강섬유의 혼입률이 증가할수록 전단경간비가 작아질수록 증가하였다. 강섬유 1% 혼입한 순환골재의 경우 일반 골재에 비해 최대전단내력이 1.77~6.25% 증가한 반면에 강섬유 0~0.5% 혼입한 실험체에서는 일반골재에 비해 순환골재가 24.2%~49.2%의 전단강도가 저하되었다. 이를 볼 때 1% 강섬유 보강에 의하여 순환골재 사용에 따른 강도 저하를 방지하는데 크게 기여하는 것을 알 수 있다.