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논문 상세정보

철근 마디 형상에 따른 RC 휨부재의 부착강도 평가

Bond Strength Evaluation of RC Beams on the Rib Shape of Reinforcing Bars

초록

최근 구조물 설계개념의 변화로 사용응력 수준이 높아지고, 시공 및 경제성의 이유로 고강도 재료의 활용이 증가되고 있다. 그러나 고강도 철근을 사용하면 정착 및 이음 길이가 증가하게 되어 시공성이 저하되고 상세 설계의 어려움을 유발할 수 있다. 이에 따라 이 연구에서는 고강도 철근의 정착 및 이음 길이를 단축시키기 위하여 철근 마디형상의 변화가 부착 성능에 미치는 효과를 분석하도록 하였다. 기존 철근을 포함하여 마디의 형상을 개선한 총 5개의 단순보형 실험체를 제작하여 실험하였으며, 각 실험체는 경간 중앙부에서 겹침 이음되어 부착 파괴를 유도하도록 설계하였다. 실험의 결과는 부착강도, 하중-처짐 관계 및 균열의 관점에서 분석하였으며, 기존 연구자들의 부착강도 관련 설계 및 제안식과 비교 분석하였다. 실험 결과 마디면적비가 증가된 철근은 보통 철근보다 약 11%의 부착강도 향상을 나타내었으며, 마디면적비가 같더라도 높고 낮은 마디를 혼합한 경우에는 23%의 강도 증가를 나타내었다. 또한, 부재의 처짐, 균열의 개수 및 균열폭 등 사용성 관점에서 살펴볼 때, 개선된 형태의 철근은 보통 철근과 유사한 거동을 나타내어 현장적용에 큰 문제가 없을 것으로 분석되었다.

Abstract

The needs for high strength structural materials have recently increased, because construction and cost efficiencies are demanded by the costumers. But, the use of high strength reinforcing bars requires longer development and splice lengths compared to normal strength bars. This restriction may cause reduction in construction efficiency and require more complicated details. The purpose of this paper is to evaluate the bond strength on the rib shape of reinforcing bars to decrease development and splice lengths of high strength reinforcements. Total of 5 simple beam specimens were tested, and the main test variable was a rib shape of reinforcing bars. Test data was analyzed in the viewpoint of bond strength, load-deflection relationship, and crack pattern. Test results indicated that the bond strength of high relative rib area reinforcing bars increased up to 11% compared to normal strength reinforcements. And the improved rib shape reinforcements, which were formed with high and low height rib, increased the bond strength up to 23% even though the relative rib area was same as the high relative rib area reinforcements. Serviceability performances such as deflection number of cracking, and maximum crack width were similar in all specimens, so it is safe to conclude that the improved rib shape reinforcements can be applied to the structural members.

참고문헌 (10)

  1. 김종수, 김대영, 은성운, 김용남, "고강도 철근(SD500)의 실용화에 대한 연구," 콘크리트 학회지, 15권, 2호, 2003, pp. 86-89. 
  2. 홍건호, 최동욱, 최완철, 홍기섭, "높은마디면적 고강도 철근의 부착강도에 관한 실험적 연구," 콘크리트학회 논문집, 17권, 3호, 2005, pp. 375-384. 
  3. 홍건호, 최완철, "이형 철근의 부착강도에 대한 마디 형태의 영향," 콘크리트 학회지, 16권, 4호, 2004, pp.95-99. 
  4. Darwin, D., Zuo, J., Tholen, M. L., and K.ldun, E., "Development Length Criteria for Conventional and High Relative Rib Area Reinforcing Bars," ACI Structural Journal, Vol. 93, No. 3, 1996, pp. 347-358. 
  5. 김기성, "대형 마디를 갖는 이형 철근의 부착강도 연구," 숭실대학교 건축학과, 석사학위 논문, 2007, pp. 1-13. 
  6. Orangun, C. O., Jirsa, J. O., and Breen, J. E., "A Reevaluation of Test Data on Development Length and Splices," ACI Journal, 1977, pp. 114-122. 
  7. Jirsa, J. O., Lutz, L. A., and Gergely, P., "Rational for Suggested Development, Splice and Standard Hook Provisions for Deformed Bars in Tension," Concrete Int., Vol. 1, No. 7, 1979, pp. 47-61. 
  8. 한국콘크리트학회, 콘크리트구조설계기준 해설, 기문당, 2007, pp. 205-209. 
  9. ACI Committee 408, Splice and Development Length of High Relative Rib Area Reinforcing Bars in Tension and Commentary, American Concrete Institute, ACI Manual of Concrete Practice, 2008, pp. 408.3-1-408.3-3. 
  10. 한국콘크리트학회, 콘크리트구조설계기준 해설, 기문당, 2007, pp. 495-503. 

이 논문을 인용한 문헌 (3)

  1. Hong, Geon-Ho 2012. "Confinement Effects on the Bond Properties of Reinforcement with Improved Rib-Shape" 大韓建築學會論文集 : Journal of the architectural institute of Korea : Structure & construction / 構造系, 28(2): 71~78 
  2. Hong, Geon-Ho ; Choi, Oan-Chul 2012. "Modified Development Design Equation Proposal on the Rib-Shape of Reinforcement" 大韓建築學會論文集 : Journal of the architectural institute of Korea : Structure & construction / 構造系, 28(6): 43~50 
  3. Cho, Seong-Yeol ; Son, Ki-Sang 2014. "An Experimental Study on the Anchorage Capacity by Diameter and Anchor Type of Re-bar" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, 29(5): 67~73 

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