• Structural Engineering and Mechanics
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• 제91권3호
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• pp.263-277
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• 2024

The primary aim of this study is to introduce an innovative configuration for stirrup hooks in reinforced concrete beams and analyze the impact of factors such as stirrup spacing, placement, and hook lengths on the structural performance of reinforced concrete beam elements. A total of 18 specimens were produced and subjected to reversed cyclic loading, with two specimens serving as reference specimens and the remaining 16 specimens utilizing a specifically developed stirrup hook configuration. The experiment used reinforced concrete beams scaled down to half their original size. These beams were built with a shear span-to-depth ratio of 3 (a/d=3). The experimental samples were divided into two distinct groups. The first group comprises nine test specimens that consider the contribution of concrete to shear strength, while the second group consists of nine test specimens that do not consider this contribution. The preparation of reference beam specimens for both groups involved the utilization of standard hooks. The stirrup hooks in the test specimens are configured with a 90-degree angle positioned at the midpoint of the bottom section of the beam. The criteria considered in this study included the distance between hooks, hook angle, stirrup spacing, hook orientation, and hook length. In the experimental group examining the contribution of concrete on shear strength, it was noted that the stirrup hooks of both the R1 reference specimen and specific test specimens displayed indications of opening. However, when the contribution of concrete on shear strength was not considered, it was observed that none of the stirrup hooks proposed in the R0 reference specimen and test specimens showed any indications of opening. Neglecting the contribution of concrete in the assessment of shear strength yielded more favorable outcomes regarding structural robustness. The study found that the strength values obtained using the suggested alternative stirrup hook were similar to those of the reference specimens. Furthermore, all the test specimens successfully achieved the desired strengths.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.404-417
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• 2016

이 연구는 지속가능한 자원순환형 골재공급 시스템 구축에 유용한 자료 제공을 목적으로 하며, 순환굵은골재를 60% 이상 100%까지 다량 사용한 고강도 콘크리트에서 이로 인하여 나타나는 압축강도와 전단강도 저하가 강섬유 보강으로 어느 정도 회복되고 개선되는지를 재료시험과 보의 전단파괴 실험을 통하여 밝히고자 하는 것이다. 이 연구에서는 먼저 관련된 기존 실험연구 결과들을 고찰하였다. 재료시험 결과, 체적대비 0.75%의 강섬유 보강과 흡수율 2.0% 이내의 고품질 순환굵은골재를 병용하였을 때, 압축강도 60MPa 수준의 고강도콘크리트의 압축강도 특성이 천연골재 수준으로 회복되고 좋은 연성 특성이 나타나는 것을 확인하였다. 또한 전단력이 보 거동을 지배하는 전단스팬비(a/d) 2와 4인 보에 대한 전단파괴 실험에서 강섬유 보강에 의한 매우 큰 전단강도 증진 효과와 연성거동 특성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.259-266
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• 2012

일반적인 내진 설계에서는 구조물의 연성적인 거동을 유도하기 위해서 보-기둥 접합부에 인접한 보에 소성힌지가 발생하도록 한다. 따라서 철근콘크리트 부재의 부착강도와 전단강도가 휨강도보다 큰 값을 가져야 하고, 전단이나 부착파괴가 요구된 연성에 도달하기 이전에 발생하지 않아야 한다. 하지만 전단경간비가 짧은 부재의 경우에는 전단이나 부착 거동의 지배를 받는 경우가 많고, 핀칭 효과로 인해 에너지 소산이 비교적 적게 발생하므로 요구된 연성에 도달하지 못하고 파괴될 수 있다. 이 논문에서는 전단경간비가 짧은 철근콘크리트 부재의 거동 분석과 연성 예측, 특히 부착 연성 능력을 평가하기 위한 방법을 제안하였다. 이것은 반복하중에 의해 저감되는 잠재 전단강도와 잠재부착내력 모델, 그리고 소성힌지 형성에 따른 휨부착응력의 급격한 증대를 도식화하여 나타낼 수 있다. 제안된 해석법은 각 값의 변화 추이를 비교하여 부재의 거동을 파악하고, 부착 거동의 지배를 받는 부재의 경우, 부착내력과 휨부착응력의 값이 만나는 지점까지를 그 부재의 부착 연성으로 평가하는 방법이다. 이 방법은 기존에 수행된 8개의 보, 기둥 시험체를 통해 비교 및 검토하였으며 부재 거동에 대한 예측은 정확히 일치하였으나, 부착 연성 능력에 대해서는 과소평가 되었다. 그 이유는 부재의 부착강도를 실제 부착강도보다 비교적 낮게 예측한 부착강도식에서 찾을 수 있으며, 다른 부착 내력 모델에 대한 부착 연성 평가에 대한 연구가 추후 필요할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.49-58
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• 2012

이 연구에서는 순환굵은골재를 사용한 철근콘크리트 보의 휨거동을 평가한다. 이를 위하여 골재의 종류와 흡수율이 서로 다른 3개의 실험체를 제작하였다. 모든 실험체는 4점 가력을 받도록 계획하였으며, 전단의 영향이 크도록 전단경간비를 2.5로 계획하였다. 실험체의 모멘트-곡률 관계를 예측하기 위하여 인장증강효과를 고려한 비선형 휨해석을 수행하였으며, 실험체의 전체 거동을 평가하기 위하여 전단의 영향을 고려할 수 있는 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 실험결과, 흡수율 6%의 순환굵은골재를 사용한 실험체의 휨강도와 균열특성은 천연골재를 사용한 실험체와 서로 유사함을 확인할 수 있었다. 그리고 실험결과와 해석결과를 비교한 결과, 기존 해석방법을 이용하여 순환굵은골재를 사용한 철근콘크리트 보의 거동을 타당하게 예측할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.203-212
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• 2008

본 연구에서는 다양한 배근상세를 갖는 짧은 연결보 (short coupling beam)의 주기거동특성과 에너지소산 메커니즘을 연구하였다. 주기하중을 받는 연결보의 수치해석을 위하여 비선형트러스모델 (nonlinear truss model)을 사용하였다. 수치해석 결과, 일반적인 수직 수평배근상세를 갖는 연결보는 핀칭이 심한 주기곡선을 보이며 거의 에너지를 소산하지 못하였다. 반면 대각배근상세를 갖는 연결보는 핀칭이 없는 안정적인 주기거동을 보이며 많은 에너지를 소산하였으며, 연결보의 에너지소산은 취성재료인 콘크리트보다 주로 대각 방향으로 배치된 철근에 의하여 발생됐다. 이러한 분석 결과를 토대로 대각철근의 변형률 이력을 사용하여 연결보의 에너지소산량을 예측할 수 있는 간편한 평가식을 개발하였다. 검증을 위하여 제안된 평가식과 실험으로 구한 연결보의 에너지소산량을 실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 제안된 평가식은 배근형태, 전단경간비, 비탄성 변형 크기 등 다양한 설계변수의 영향을 고려하여 전단경간비가 1.25이하인 짧은 연결보의 에너지소산량을 비교적 정확히 예측하였다. 제안된 에너지소산량 평가 방법은 철근콘크리트구조물 및 부재의 성능 기초 내진평가/설계에 손쉽게 활용될 수 있다.

• Advances in concrete construction
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• 제5권5호
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• pp.451-468
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• 2017

The problem of reducing the self-weight of reinforced concrete structures is very important issue. There are two approaches which may be used to reduced member weight. The first is tackled through reducing the cross sectional area by using voids and the second through using light weight materials. Reducing the weight of slabs is very important as it constitutes the effective portion of dead loads in the structural building. Eleven slab specimens was casted in this research. The slabs are made one way though using two simple supports. The tested specimens comprised three reference solid slabs and eight styropor block slabs having (23% and 29%) reduction in weight. The voids in slabs were made using styropor at the ineffective concrete zones in resisting the tensile stresses. All slab specimens have the dimensions ($1100{\times}600{\times}120mm$) except one solid specimens has depth 85 mm (to give reduction in weight of 29% which is equal to the styropor block slab reduction). Two loading positions or cases (A and B) (as two-line monotonic loads) with shear span to effective depth ratio of (a/d=3, 2) respectively, were used to trace the structural behavior of styropor block slab. The best results are obtained for styropor block slab strengthened by minimum shear reinforcement with weight reduction of (29%). The increase in the strength capacity was (8.6% and 5.7%) compared to the solid slabs under loading cases A and B respectively. Despite the appearance of cracks in styropor block slab with loads lesser than those in the solid slab, the development and width of cracks in styropor block slab is significantly restricted as a result of presence a mesh of reinforcement in upper concrete portion.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.669-677
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• 2009

철근콘크리트 연속 보의 전단거동에 대한 골재 최대직경의 영향을 평가하기 위하여 24개의 실험체가 실험되었다. 전경량, 모래경량 및 보통중량콘크리트 보에서 최대 골재직경은 4 mm에서 19 mm로 변하였으며, 전단경간비는 2.5와 0.6으로 있었다. 보통중량콘크리트 보의 무차원 최대전단내력에 대한 동일조건의 경량콘크리트 보의 무차원 최대 전단내력의 비가 ACI 318-05에서 제시하는 수정계수와 비교되었다. 파괴면에 대한 현미경 사진으로부터 경량콘크리트보의 파괴면은 주로 골재를 관통하지만 파괴되지 않은 경량골재들도 다수 발견되었는데, 이는 경량콘크리트 보의 전단거동 향상에 기여하였다. 이로 인해 경량콘크리트 연속 보의 최대전단내력은 골재 최대직경의 증가와 함께 증가하였는데, 그 증가기울기는 보통중량콘크리트 연속보에 비해 낮았다. ACI 318-05에서 제시하는 수정계수는 경량콘크리트 연속 보에서는 다소 불안전측에 있었는데, 그 불안전측은 최대 골재직경의 증가와 함께 증가하였다. 또한 ACI 318-05의 전단규정에 대한 안전성은 보통중량콘크리트 보에 비해 경량콘크리트 보에서 낮았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.13-22
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• 2011

이 논문에서는 전편 논문에서 제안한 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율 결정식을 ACI 318M-08 스트럿-타이 모델 설계기준에 적용하여 파괴실험이 수행된 51개 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 극한강도를 평가하였다. 또한 연속 깊은 보의 극한강도를 실험식, 실험 및 이론 전단강도모델에 기초한 설계기준, 그리고 현 스트럿-타이 모델설계기준 등으로 평가하고, 그 결과를 이 연구의 방법에 의한 결과와 비교분석하여 이 연구에서 제안한 방법의 적합성을 검증하였다. 이 연구의 방법은 기존의 여러 방법에 비해 극한강도를 비교적 양호하게 평가하였으며, 또한 극한강도평가 시 연속 깊은 보의 강도 및 거동에 영향을 미치는 전단경간비, 콘크리트의 압축강도, 그리고 휨철근비 등 주요설계변수들의 영향을 기존 방법들에 비해 정확하고 일관성 있게 반영하였다. 따라서 이 연구의 방법은 부정정 스트럿-타이 모델 방법을 이용한 연속 깊은 보의 합리적이고 실용적인 설계를 가능하게 할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.87-94
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• 2002

기존에 수행된 연구에서는 혼합구조보의 구조적 특성을 결정할 수 있는 제 영향인자 중에서 주근의 정착방법, 전단스팬비의 변화, 이질구조부의 보강 유무, 보강 방법의 변화 등에 따른 일련의 연구 성과들을 발표하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서는 이질구조부에 대한 응력전달 및 내력상승 측면에서 철골단면적에 대한 인장철근비(철골철근비)를 변화시킨 단부 RC 중앙부 SC조 혼합보에 대해 RC부 주근의 정착방법(플랜지위 직접 용접, 스터드볼트 용접정착)에 따른 구조적 거동 특성을 고찰하였다. 그 결과 주근의 정착방법에 따른 구조적 특성은 거의 나타나지 않았으며, 철골철근비가 증가함에 따라 내력면에서는 효율성을 기대할 수 있으나, 연성능력이 저하될 수 있으므로 혼합구조보의 구조적 특성을 극대화시키기 위해서는 적정한 철골철근비로 제한하는 것이 필요한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1081-1094
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• 2014

스트럿-타이 모델 방법은 철근콘크리트 코벨의 극한강도 해석 및 설계에 매우 효과적이다. 그러나 스트럿-타이 모델 방법을 이용한 철근콘크리트 코벨의 정확한 해석 및 안전한 설계를 위해서는 스트럿의 유효강도를 정확하게 결정하여야 한다. 이 연구에서는 여러 연구문헌에서 제안된 철근콘크리트 코벨의 대표적인 세 종류의 스트럿-타이 모델을 활용하기 위하여 철근콘크리트 코벨의 기하학적 형상, 수직 및 수평 하중의 조합 비, 그리고 휨철근 및 수평전단철근 비 등 주요 설계변수들의 영향을 정확하게 반영할 수 있는 스트럿 유효강도 식을 개발, 제안하였다. 현행 여러 설계기준서의 스트럿 유효강도 식과 이 연구에서 제안한 유효강도 식을 이용하여 파괴실험이 수행된 243개 철근콘크리트 코벨의 극한강도를 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 이 연구에서 제안한 스트럿 유효강도 식의 적합성을 평가하였다.