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강섬유로 보강된 콘크리트 보의 전단강도에 관한 실험적 연구
Experimental Study on Shear Strength of Steel Fiber Reinforced Concrete Beams 원문보기

구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection, v.14 no.3 = no.61, 2010년, pp.160 - 170  

갈경완 (서울시립대학교) ,  김강수 (서울시립대학교) ,  이득행 (서울시립대학교) ,  황진하 (서울시립대학교) ,  오영훈 (건양대학교)

초록
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강섬유를 혼입한 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Concrete, SFRC) 보는 강섬유의 우수한 인장강도로 인하여 일반 철근콘크리트 보에 비하여 높은 전단강도를 가진다. 이 연구에서는 강섬유 혼입율에 따른 SFRC 보의 전단거동을 규명하기 위하여 실험을 수행하였으며, 특히, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율을 분석하였다. 또한, 이 연구의 실험결과 및 기존에 보고된 87개의 실험 데이터를 수집하여 SFRC보의 전단예측식들에 대한 정확도를 평가하였다. 강섬유의 혼입율이 증가할수록 전단강도는 증가하는 경향성을 나타내었다. 그러나, 강섬유 혼입율이 0.5%인 실험체는 사인장 균열 이후 갑작스럽게 파괴되었고, 강섬유의 혼입율이 2.0%인 실험체에서는 전단보강효율이 감소하는 것으로 관찰되어 최대 전단보강효율을 가질 수 있는 혼입율은 1~2% 사이에 있을 것으로 추정된다. 또한, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율은 약 21% 이상으로 관찰되었으며, 이 연구에서 평가된 SFRC보의 전단강도에 대한 기존 제안식 중에서 오영훈 등이 제안한 식이 비교적 정확하게 전단강도를 예측하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) beams has greater shear strength than typical reinforced concrete beams due to the high tensile strength of steel fibers. In this research, an experiment has been conducted to investigate the shear behavior of SFRC beams, and especially, the portion of shear re...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 균열면에 존재하는 섬유의 개수가 전단강도증진의 주요요인이 될 수 있으므로 본 연구에서는 섬유혼입 율(Vf)을 주요변수로 4개의 SFRC 보를 제작하여 섬유혼입율이 SFRC 보의 전단거동에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 또한 기존연구들 및 본 연구에서 얻어진 결과를 바탕으로 기존 연구자들의 제안식 및 기준에서 제시하고 있는 강도예측식을 평가하였다.
  • 0% 이하인 실험체, 최근 가장 많이 사용하는 갈고리형(hooked-shape)의 섬유가 아닌 직선형태나 구불구불한 형태(crimped-shape)의 섬유를 사용한 경우를 제외하면, 강섬유의 혼입으로 인한 SFRC보의 복잡한 전단거동을 규명하기에는 실험결과가 충분치 못한 실정이다. 본 연구에서는 Fig. 1(c)와 같은 갈고리형(hooked-shape)의 강섬유 보강으로 인한 전단강도 증진 효과를 파악하는 것을 주된 목적으로 하였다.
  • 본 연구에서는 강섬유의 혼입율에 따른 전단보강 효율성을 알아보기 위해 SFRC 보에 대한 전단실험을 수행하였으며, 특히 비균열 압축측 콘크리트의 전단력 분담율(Vc)을 측정하였다. 또한, 기존 연구에 보고된 실험데이터를 수집하여 SFRC보의 전단예측식들에 대한 정확도를 평가하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
콘크리트는 왜 널리 사용되고 있는가? 콘크리트는 우수한 압축강도 및 뛰어난 성형성과 경제성으로 인하여 건축 및 토목구조물에 널리 사용되고 있다. 그러나 압축에 비하여 상대적으로 취약한 인장응력으로 인하여 발생되는 균열 때문에 이를 개선하기 위한 각종 혼입 재료의 개발 및 연구가 활발하게 이뤄지고 있다.
강섬유를 혼입한 콘크리트의 장점은 무엇인가? 강섬유를 혼입한 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Concrete, SFRC) 보는 강섬유의 우수한 인장강도로 인하여 일반 철근콘크리트 보에 비하여 높은 전단강도를 가진다. 이 연구에서는 강섬유 혼입율에 따른 SFRC 보의 전단거동을 규명하기 위하여 실험을 수행하였으며, 특히, 압축영역에서의 비균열 콘크리트 단면의 전단저항 분담율을 분석하였다.
콘크리트에 혼입되는 혼입재료에는 어떤 것들이 있는가? 그러나 압축에 비하여 상대적으로 취약한 인장응력으로 인하여 발생되는 균열 때문에 이를 개선하기 위한 각종 혼입 재료의 개발 및 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 이러한 혼입재료들 중에는 강섬유(Steel Fiber Polymer), 폴리 에틸렌(Polyethylene, PE)섬유, 폴리비닐 알콜(Polyvinyl Alcohol, PVA)섬유 등이 있다. 이중에서 강섬유는 수급이 비교적 용이하고, 많은 구조엔지니어 및 연구자들에게 이미 친숙한 재료가 되었다.
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참고문헌 (37)

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