[논문]강섬유 보강 초고성능 콘크리트 보의 전단 거동에 관한 실험 연구

양인환; 조창빈; 이정우; 김병석

doi:10.12652/ksce.2012.32.1a.055

[국내논문] 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 보의 전단 거동에 관한 실험 연구
An Experimental Study on Shear Behavior of Steel Fiber-Reinforced Ultra High Performance Concrete Beams 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers. A. 구조공학, 원자력공학, 콘크리트공학, v.32 no.1A, 2012년, pp.55 - 64

양인환 (군산대학교 토목공학과) , 조창빈 (한국건설기술연구원 인프라구조연구실) , 이정우 (한국건설기술연구원 인프라구조연구실) , 김병석 (한국건설기술연구원 SOC성능연구소)

초록
AI-Helper

이 연구에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트 보의 전단거동를 파악하기 위한 실험연구를 수행하였다. I-형 단면을 갖는 단순지지 6개의 보 부재에 대해 3점하중 정적재하실험을 수행하여 전단 거동 특성을 분석하였다. 부재의 실험변수는 강섬유 혼입량과 전단지간-유효깊이 비이다. 강섬유 혼입량은 1.0, 1.5 및 2.0%로 변화하였고, 전단지간-유효깊이 비는 2.5 및 3.4로 변화하였다. 실험결과는 강섬유량이 증가할수록 극한전단강도가 증가하고, 전단지간-유효깊이 비가 증가할수록 극한전단강도가 감소하는 것을 나타낸다. 실험결과를 이용하여 기존 강섬유 보강 콘크리트 보의 전단강도 예측식의 적합성을 평가하고자 하였다. 전단강도 실험값을 기존의 제안식에 의한 전단강도 예측값과 비교하였으며, 비교결과는 예측식의 유효성을 나타내고 있다. AFGC와 JSCE의 제안식에 의한 전단강도 예측 평균값이 실험값에 거의 근접하고 있으며, 예측식 중에서 이들 제안식의 정확도가 가장 높은 것으로 나타난다.

Abstract ▼ AI-Helper

Experimental investigation on the structural behavior of steel fiber-reinforced ultra high performance concrete (UHPC) beams subjected to shear are presented. Six tests carried out on simply supported I-beams under concentrated loads are presented. The parameters varied were the volume fraction of the fibers (1.0, 1.5 and 2.0%) and shear span-effective depth ratio (2.5, 3.4). The test results indicated that ultimate shear strength increased with increasing fiber volume, and that ultimate shear strength decreased with increasing shear span-effective depth ratio. In addition, applicability of predictive equations for evaluating the ultimate shear strength of steel fiber-reinforced UHPC beams are estimated based on the test results. The comparison between computed values and the experimentally observed values are shown to validate the proposed theoretical equations. It is found that predictions by using AFGC and JSCE recommendations provide the most accurate estimates of shear strength of steel fiber-reinforced UHPC beams.

Keyword

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기존 강섬유 보강 콘크리트의 전단거동에 대한 연구결과로 알 수 있는 점은 무엇인가?	, 2010; 갈경완 등, 2010). 기존의 강섬유 보강 콘크리트의 전단거동에 대한 연구결과는 강섬유의 혼입에 의해 콘크 리트 보의 전단성능이 향상되고(Thomas and Ramaswamy, 2006), 강섬유 보강 콘크리트의 전단강도가 보통 콘크리트에서와 마찬가지로 압축강도, 주철근량, 전단지간-깊이 비 및 부재의 복부두께 등에 영향을 받는 것을 나타낸다(Sharma, 1986; Narayanan et al., 1987; Al-Ta'an et al.
	I-형 단면을 갖는 단순지지 6개의 보 부재에 대해 3점하중 정적재하실험을 통해 전단 거동 특성을 분석한 결과는?	4로 변화하였다. 실험결과는 강섬유량이 증가할수록 극한전단강도가 증가하고, 전단지간-유효깊이 비가 증가할수록 극한전단강도가 감소하는 것을 나타낸다. 실험결과를 이용하여 기존 강섬유 보강 콘크리트 보의 전단강도 예측식의 적합성을 평가하고자 하였다.
	강섬유 보강 콘크리트의 특징은?	강섬유 보강 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 인성, 연성및 충격에 대한 저항능력이 뛰어나므로, 콘크리트 보의 강섬유 혼입은 보의 구조적인 성능을 향상시킨다. 또한 강섬유 혼입은 콘크리트의 취성적인 전단파괴를 감소시켜 연성능력을 증진시킬 수 있다(Casanova et al., 1997). 전단성능과 연성특성의 향상은 강섬유보강 콘크리트의 높은 인장강도와 균열면에서 섬유의 가교효과(bridging effect) 때문이다(Lim et al., 1987; Meda et al., 2005; Yang et al., 2011). 특히 보통강도 콘크리트에 비해 고강도 콘크리트는 상대적으로 더욱 취성적이므로 고강도 콘크리트에 대한 강섬유 보강은 전단파괴의 취성 특성을 저감시키는데 유리하며, 철근이 밀집된 영역에서 전단철근을 감소시키는데도 장점이 된다.

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