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논문 상세정보

철근 마디형상에 따른 부착특성에 관한 해석적 연구

A FEA Study on the Bond Property according to the Rib-Shape of Reinforcement

초록

기존의 많은 연구자들이 철근과 콘크리트 사이의 부착특성에 영향을 주는 다양한 변수에 대하여 연구해왔으며, 특히 최근에는 고강도철근의 등장과 더불어 부착강도의 증진을 위한 연구가 다수 진행 중이다. 철근과 콘크리트 사이의 부착특성은 두 이질재료 사이의 계면조건이 중요한 역할을 하게 되는데, 이 중에서 특히 철근의 마디형상은 계면조건에 가장 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 철근과 콘크리트 사이의 부착거동을 분석할 수 있는 상용 비선형 유한요소프로그램을 사용하여 철근의 마디형상에 따른 부착특성에 대하여 연구하였다. 해석에 사용된 부착모델은 2차원 평면응력요소를 사용하였으며, 주요 해석변수로는 마디각, 마디높이, 마디간격 및 마디면적비이다. 해석결과, 마디각은 30~60도인 범위에서 부착력이 우수한 것으로 나타났으며, 마디높이는 일정구간까지는 부착강도가 증가하나 철근직경의 12%를 초과하면 전단파괴를 유발하여 오히려 부착강도가 감소되고, 마디간격에 대한 효과는 상대적으로 크지 않은 것으로 나타났다. 마디의 높이와 간격을 하나의 지표로 제시할 수 있는 마디면적비는 부착강도의 변화를 효과적으로 나타낼 수 있는 것으로 분석되었으며, 마디면적비는 0.15 이하에서 최대의 효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 특히 대형마디(교차마디형상)를 가진 철근인 경우, 타 변수보다 우수한 효율을 나타내어 부착강도 증진효과가 커지는 것으로 평가되었다.

Abstract

Effects of various parameters on bond property between reinforcing bar and concrete are investigated in many researchers, and various study is on going to improve the bond strength. Properties of interface between reinforcement and concrete is important role in bond property. This study analyzed the interfacial bond mechanism between deformed bar and concrete by finite element analysis (FEA) to evaluate the effect of rib shape. The FEA model in this study is simplified 2D plane stress model. The variables of analysis are selected by rib angle, rib height, rib spacing and relative rib area. From the results of analysis, reinforcing bars with rib angle $30{\sim}60^{\circ}$ showed better bond strength than the others. Bond strength ratio following to the rib height is proportionally increased up to the $0.12d_b$, but rib spacing has little effect on bond strength. The results also indicated that relative rib area can be efficiently represented the properties of deformed shape in reinforcing bars, and zigzagged rib height shape showed excellent bond strength increase.

저자의 다른 논문

참고문헌 (11)

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