압축강도 특성을 고려한 강섬유보강 초고성능 콘크리트 합성보의 휨거동 평가 An Evaluation of Flexural Behavior of Ultra High Performance Concrete Composite Beam Considering Compressive Strength원문보기
최근 일반적인 콘크리트의 단점인 낮은 인장강도 및 휨강도와 취성파괴를 극복하기 위하여 초고성능 콘크리트에 ...
국 문 초 록
압축강도 특성을 고려한 강섬유보강 초고성능 콘크리트 합성보의 휨거동 평가
차 영 달
우석대학교 대학원 조경토목공학과 구조공학전공 (지도교수 유 성 원)
최근 일반적인 콘크리트의 단점인 낮은 인장강도 및 휨강도와 취성파괴를 극복하기 위하여 초고성능 콘크리트에 강섬유를 혼입한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)에 대한 연구가 주목받고 있다. 본 논문에서는 콘크리트 압축강도, 섬유 혼입률, 전단연결재 간격 및 바닥판 두께 등의 변수를 가지는 역T형 거더와 UHPC 바닥판을 합성한 합성보를 16 개 제작하고 전단연결재의 거동, 휨거동 특성 등을 실험적으로 파악하고자 하였다. 실험결과를 기준으로 볼 때, 향후 UHPC의 경우 스터의 간격은 100 mm 에서 바닥판 두께의 2 또는 4 배 사이로 규정함이 적절할 것으로 예상된다. 또한 대부분 실험 부재의 특성 상대변위는 Eurocode-4의 기준을 만족하므로 연성 거동을 확보하는 것으로 판정되었으며, 전단연결재 간격이 넓은 부재는 설계식의 값보다 실험값이 크게 나와, 비합성 거동 후 UHPC와 강재로 전단연결재 예상저항하중보다 더 큰 극한강도를 발휘하며, 전단연결재 간격이 좁은 부재는 전단연결재가 스스로의 능력에 도달하기 전에 UHPC 상연에서 압축파괴가 급격히 발생됨을 알 수 있었다. 또한, 본 논문에서는 실험결과와 UHPC의 인장연화거동을 고려한 재료모델 해석결과를 비교하였다. 역해석에 의한 인장연화곡선에서 UHPC의 인장강도는 6.57 MPa(120MPa의 경우) 및 9.57 MPa(150MPa의 경우)를 나타내고 있으며, 전단연결재 간격이 좁을수록 실험결과와 해석결과가 명확하게 근접하는 겻으로 나타났으며, 바닥판 두께가 두꺼우며 UHPC 압축강도가 작을수록 동일한 경향이나, 이 영향은 다소 작은 것으로 나타났다. 따라서 실험결과와 해석결과를 종합적으로 비교하면, UHPC 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 UHPC의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다.
국 문 초 록
압축강도 특성을 고려한 강섬유보강 초고성능 콘크리트 합성보의 휨거동 평가
차 영 달
우석대학교 대학원 조경토목공학과 구조공학전공 (지도교수 유 성 원)
최근 일반적인 콘크리트의 단점인 낮은 인장강도 및 휨강도와 취성파괴를 극복하기 위하여 초고성능 콘크리트에 강섬유를 혼입한 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(UHPC)에 대한 연구가 주목받고 있다. 본 논문에서는 콘크리트 압축강도, 섬유 혼입률, 전단연결재 간격 및 바닥판 두께 등의 변수를 가지는 역T형 거더와 UHPC 바닥판을 합성한 합성보를 16 개 제작하고 전단연결재의 거동, 휨거동 특성 등을 실험적으로 파악하고자 하였다. 실험결과를 기준으로 볼 때, 향후 UHPC의 경우 스터의 간격은 100 mm 에서 바닥판 두께의 2 또는 4 배 사이로 규정함이 적절할 것으로 예상된다. 또한 대부분 실험 부재의 특성 상대변위는 Eurocode-4의 기준을 만족하므로 연성 거동을 확보하는 것으로 판정되었으며, 전단연결재 간격이 넓은 부재는 설계식의 값보다 실험값이 크게 나와, 비합성 거동 후 UHPC와 강재로 전단연결재 예상저항하중보다 더 큰 극한강도를 발휘하며, 전단연결재 간격이 좁은 부재는 전단연결재가 스스로의 능력에 도달하기 전에 UHPC 상연에서 압축파괴가 급격히 발생됨을 알 수 있었다. 또한, 본 논문에서는 실험결과와 UHPC의 인장연화거동을 고려한 재료모델 해석결과를 비교하였다. 역해석에 의한 인장연화곡선에서 UHPC의 인장강도는 6.57 MPa(120MPa의 경우) 및 9.57 MPa(150MPa의 경우)를 나타내고 있으며, 전단연결재 간격이 좁을수록 실험결과와 해석결과가 명확하게 근접하는 겻으로 나타났으며, 바닥판 두께가 두꺼우며 UHPC 압축강도가 작을수록 동일한 경향이나, 이 영향은 다소 작은 것으로 나타났다. 따라서 실험결과와 해석결과를 종합적으로 비교하면, UHPC 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 UHPC의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다.
An Evaluation of Flexural Behavior of Ultra High Performance Concrete Composite Beam Considering Compressive strength
Young Dal Cha
Department of Landscape and Civil Engineering, Graduate School Woosuk University Jeonbuk, Korea
( Supervised b...
ABSTRACT
An Evaluation of Flexural Behavior of Ultra High Performance Concrete Composite Beam Considering Compressive strength
Young Dal Cha
Department of Landscape and Civil Engineering, Graduate School Woosuk University Jeonbuk, Korea
( Supervised by Professor Sung Won Yoo )
In this paper, when the composite beam is made with UHPC deck and steel girder, the steel girder takes the form of the inverted-T shape without top flange because of high strength and stiffness of UHPC deck. There is no evaluation by experiment and analysis about the shear connector behavior on the web of steel girder and flexural behavior of inverted-T shape composite beam. By this reason, this study compares between experiment and analysis by using tension softening model of UHPC on the basis of flexural test results of 16 members considering compressive strength of UHPC, spacing of stud and thickness of deck as variables. The results of tensile strength of UHPC by inverse analysis were 6.57 MPa(in case of 120 MPa) and 9.57 MPa(in case of 150 MPa). In case of the test members with small stud spacing, the results of analysis and test were close clearly, and the test members with thick deck and low UHPC compressive strength also similar, but effects were small. As it compared between analysis and experiment totally, the results of analysis and experiment agree well. So the tension softening model of UHPC is reasonably reflected on the real behavior of composite beam of UHPC.
ABSTRACT
An Evaluation of Flexural Behavior of Ultra High Performance Concrete Composite Beam Considering Compressive strength
Young Dal Cha
Department of Landscape and Civil Engineering, Graduate School Woosuk University Jeonbuk, Korea
( Supervised by Professor Sung Won Yoo )
In this paper, when the composite beam is made with UHPC deck and steel girder, the steel girder takes the form of the inverted-T shape without top flange because of high strength and stiffness of UHPC deck. There is no evaluation by experiment and analysis about the shear connector behavior on the web of steel girder and flexural behavior of inverted-T shape composite beam. By this reason, this study compares between experiment and analysis by using tension softening model of UHPC on the basis of flexural test results of 16 members considering compressive strength of UHPC, spacing of stud and thickness of deck as variables. The results of tensile strength of UHPC by inverse analysis were 6.57 MPa(in case of 120 MPa) and 9.57 MPa(in case of 150 MPa). In case of the test members with small stud spacing, the results of analysis and test were close clearly, and the test members with thick deck and low UHPC compressive strength also similar, but effects were small. As it compared between analysis and experiment totally, the results of analysis and experiment agree well. So the tension softening model of UHPC is reasonably reflected on the real behavior of composite beam of UHPC.
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