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지지부 조건에 따른 유공형 판으로 전단보강된 넓은 보의 전단성능 평가
Evaluation of Shear Capacity of Wide Beams Reinforced with GFRP and Steel Plates with Openings by Various Supporting Areas 원문보기

한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.29 no.3, 2016년, pp.269 - 275  

김희철 (경희대학교 건축공학과) ,  고명준 (경희대학교 건축공학과) ,  김민숙 (경희대학교 건축공학과) ,  이영학 (경희대학교 건축공학과)

초록
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본 논문은 유공형 판 형태로 전단 보강한 넓은 보의 중심에 기둥을 삽입하여 연속한 두 경간으로 설계하여 전단파괴 실험을 통해 넓은 보의 거동을 평가하였다. 유공형 강판으로 전단 보강된 시험체 5개와 유공형 GFRP판으로 보강된 시험체 3개 총 8개의 시험체를 전단파괴 실험을 통해 계측한 전단강도와 ACI-318 규준의 설계식을 통해 얻은 전단강도와 비교 평가하였다. 또한 넓은 보의 지지부 폭, 지지부의 형상과 전단보강재의 재료를 변수로 하여 넓은 보의 전단강도에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 지지부 폭이 증가할수록 전단강도가 증가하고 하중의 집중을 방지하는 것을 확인하였다. 또한 전단보강재의 재료인 강재와 GFRP에 상관없이 전단보강량이 동일하다면 넓은 보에서 비슷한 전단보강효과를 보이는 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, shear performance of concrete wide beams was evaluated through shear failure tests. The specimens were designed to have two continuous spans with a column at the center of the wide beam. Also the specimens were reinforced with plates with openings as shear reinforcements. For the test...

주제어

#넓은 보   #지지부 폭   #유공형 강판   #유공형 GFRP판  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 유공형 판으로 전단보강한 두 경간 연속 넓은 보의 지지부 폭, 지지부의 단면과 전단보강재의 재료를 변수로 전단실험을 수행하여 전단강도에 미치는 영향을 평가하는 것을 목적으로 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
종방향 지지부 폭의 증가가 횡방향 지지부 폭의 증가보다 전단보강효과에 미치는 영향이 미미한 이유는? 이를 통해 변의 길이가 증가할수록 전단보강효과가 증가하는 것을 확인하였다. 하지만 S200-A의 최대전단강도를 기준으로 S400-A와 S400-B의 최대전단강도를 비교해 보았을 때, S400-B의 시험체가 S400-A의 시험체보다 종방향 지지부 길이가 200mm 크게 설계 되었음에도 불구하고 전단보강효과 차이는 2% 밖에 나지 않았다. 이를 통하여 종방향 지지부 폭의 증가는 횡방향 지지부 폭의 증가보다 전단보강효과에 미치는 영향이 미미한 것을 확인하였다.
넓은 보의 기준은? 일반적으로 보의 폭이 보 높이의 2배 이상인 경우에 해당하는 보를 넓은 보로 분류한다. 넓은 보의 경우 대부분 보의 폭이 기둥의 폭보다 크기 때문에 넓은 보 폭 전체에 하중이 분포되지 않고, 기둥과의 연결부 부분에 하중이 집중되어 전단성능이 감소하는 위험이 발생할 수 있다.
넓은 보의 단점은 무엇인가? 일반적으로 보의 폭이 보 높이의 2배 이상인 경우에 해당하는 보를 넓은 보로 분류한다. 넓은 보의 경우 대부분 보의 폭이 기둥의 폭보다 크기 때문에 넓은 보 폭 전체에 하중이 분포되지 않고, 기둥과의 연결부 부분에 하중이 집중되어 전단성능이 감소하는 위험이 발생할 수 있다. 이러한 이유로 Lubell 등(2008)은 넓은 보의 지지부 폭을 변수로 설정하여 지지부 폭이 증가할수록 전단성능이 증가하는 것을 실험을 통해 확인하고 지지부 폭에 의한 전단강도의 감소계수를 제안하였다.
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참고문헌 (8)

  1. ACI Committee 318-14 (2014) Building Code Requirement for Reinforced Concrete and Commentary (ACI 318-14), American Concrete Institute, Farmington Hills. 

  2. ACI Committee 440.1R-06 (2006) Guide for the Design and Construction of Concrete Reinforced with FRP Bars (ACI 440.1R-06), American Concrete Institute, Farmington Hills. 

  3. Choi, J.W., Kim, M.S., Choi, B.S., Lee, Y.H. (2015) Evaluation of Shear Capacity According to Transverse Spacing of Wide Beam Shear Reinforced with Steel Plate with Openings, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 28(3), pp. 259-266. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Kim, D-J., Kim, M.S., Choi, J.H., Kim, H.C., Lee, Y.H. (2014) Concrete Beams with Fiber-Reinforced Polymer Shear Reinforcement, ACI Struct. J., 111(4), pp.903-912. 

    상세보기

  5. KS F 2405 (2009) Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, Annual Book Korean Standards. 

  6. Korea Concrete Institute (2012) Concrete Design Code and Commentary(KCI-12), Kimoondang Publishing Company, Korea. 

  7. Lubell, A.S., Bentz, E.C., Colins, M.P. (2008) One-Way Shear in Wide Concrete Beams with Narrow Supports, ASCE Structural Congress, Crossing Borders, Reston, VA. 

  8. Shuraim, A.B. (2012) Transverse Stirrup Configurations in RC Wide Shallow Beams Supported on Narrow Columns, ASCE Structural Congress, 138(3), pp.416-424. 

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