• 대한토목학회논문집
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• 제30권5A호
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• pp.443-462
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• 2010

스트럿-타이 모델 방법은 응력교란영역을 포함하는 콘크리트 구조부재의 극한강도 해석 및 설계에 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 콘크리트 구조부재의 정확한 극한강도 해석 및 설계를 위해서는 콘크리트 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이를 위해 여러 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 그리고 결정방법이 제안되었다. 이 연구에서는 연구문헌, 설계기준서, 그리고 본 연구자의 방법 등에 의해 결정한 콘크리트 스트럿의 유효강도를 여러 스트럿-타이 모델 설계예제집의 전통적인 선형 스트럿-타이 모델 방법에 적용하여 파괴실험이 수행된 24개 철근콘크리트 패널, 275개 철근콘크리트 깊은 보, 그리고 218개 철근콘크리트 코벨 등의 파괴강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 제안된 콘크리트 스트럿의 유효강도 값, 식, 방법 등의 적합성을 평가하였다. 이 연구를 통하여 콘크리트 구조부재의 파괴강도를 비교적 정확하고 일관적으로 평가한 본 연구자의 유효강도 결정방법은 콘크리트 구조부재의 종류, 스트럿-타이 모델의 구조형식, 전단경간대 유효깊이의 비, 그리고 콘크리트 압축강도 등의 주요 변수의 영향을 콘크리트 구조부재의 스트럿-타이 모델 해석 및 설계 시 합리적으로 반영할 수 있음을 알았다.

• Computers and Concrete
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• 제28권6호
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• pp.621-634
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• 2021

For the reliable strut-and-tie model (STM) design of disturbed regions of concrete members, structural designers must accurately determine the strength of concrete struts to check the strength conditions of a selected STM el and the anchorage of reinforcing bars in nodal zones. In this study, the author proposed a consistent numerical method for strut strength, applicable to all two-dimensional STMs. The proposed method includes the effects of a biaxial stress state associated with tensile strains in reinforcing bars crossing a strut, deviation angle between strut orientation and compressive principal stress flow, and degree of confinement provided by reinforcement. The author examined the method's validity through the STM prediction of the ultimate strengths of 517 reinforced concrete (RC) deep beams, 24 RC panels, and 258 RC corbels, all tested to failure.

• Computers and Concrete
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• 제34권1호
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• pp.1-14
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• 2024

The design of disturbed regions in reinforced concrete structures usually applies the well known Strut and Tie Method (STM). As an alternative, the Stringer-Panel Method (SPM), an intermediate model between STM and the Finite Element Method (FEM), consists in dividing a structure into two distinct elements: the stringers (which carry axial forces) and panels (which carry shear forces). SPM has already showed good applicability in manual calculations and computer implementations, and its most known application was SPanCAD, an AutoCAD plugin for linear and nonlinear analysis by SPM. Unfortunately, SPanCAD was discontinued by the developers, and it's not compatible with the most recent versions of AutoCAD. So, this paper aims to present a computer program that was developed as an upgrade to the latter: the Stringer Panel Modelling Tool (SPMTool), which is intended to be an auxiliary design tool and it presents improvements, in comparison to SPanCAD. It is possible to execute linear and nonlinear analysis by three distinct formulations: Modified Compression Field Theory (MCFT), Disturbed Stress Field Model (DSFM) and Softened Membrane Model (SMM). The nonlinear results were compared to experimental data of reinforced concrete elements that were not designed by SPM; these elements were also analyzed in SPanCAD. On overall, SPMTool made more realistic predictions to the behavior of the analyzed structures than SPanCAD. Except for DSFM predictions for corbels (1.24), in overall average, the ultimate load predictions were conservative (0.85 to 0.98), which is a good aspect for a design tool. On the other hand, the cracking load predictions presented overestimations (1.06 to 1.47) and higher variations (25.59% to 34.25%) and the post-cracking behavior could not be accurately predicted; for this use case, a more robust finite element software is recommended.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.689-696
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• 2003

최근 ACI 318-02기준 부록 A에 깊은 보의 전단설계에 있어 스트럿-타이 모델을 적용 가능하도록 소개하고 있다. STM은 깊은 보, 개구부가 있는 깊은 보, 코벨, 턱이진 보와 같이 부재의 변형률 분포가 상당히 비선형인 콘크리트 부재의 설계에 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구는 고강도콘크리트를 적용한 깊은 보의 각국의 전단강도규준과 전단거동을 평가하고자 실험적 연구로 2점 단순 집중하중을 받는 고강도 RC 깊은 보 5개를 제작하여 파괴 실험을 실시하였다. 또한, 국내 B사의 기계적 정착철물을 사용하여 주인장철근의 양단부에 기계적정착을 적용하였다. 파괴 시 모든 시험체는 가력점과 지지점을 연결하는 주 경사균열이 나타났고, 주인장철근을 기계적 정착한 시험체가 90도 표준갈고리 시험체보다 파괴 시 하중 수행능력이 우수한 것으로 나타났다. 실험결과를 기초로 ACI 318-99 기준, ACI 318-02 부록 A STM, CSA 23.3-94 기준 및 CIRIA Guide-2의 전단설계기준을 비교 평가하였다. ACI 318-99 기준과 ACI 318-02 기준의 스트럿-타이 모델, CIRIA Guide-2는 단순스팬 깊은 보의 극한전단강도 예측 있어 10∼36%정도 낮게 안정적으로 평가하는 것으로 나타났다. ACI 318-99 기준에 의한 전단강도예측값이 표준편차가 가장 낮은 것으로 조사되었다.