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휨을 받는 압축강도 80 MPa 수준의 고강도 콘크리트 부재의 구조거동 실험 연구
An Experimental Study on Structural Behavior of High-strength Concrete Members with Compressive Strength of 80 MPa Subjected to Flexure 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.21 no.4, 2017년, pp.1 - 12  

양인환 (군산대학교 토목공학과) ,  황철성 (가천대학교 토목환경공학과) ,  김경철 (가천대학교 토목환경공학과) ,  조창빈 (한국건설기술연구원 구조융합연구소)

초록
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본 연구에서는 휨을 받는 압축강도 80 MPa 수준의 고강도 콘크리트 부재의 구조거동 실험 연구를 수행하였다. 실험변수는 보통(SD 400) 및 고강도(SD 600)철근, 0.98~1.58%의 종방향 철근비, $200{\times}250$, $200{\times}300mm$의 단면크기를 고려하였다. 9개의 보 부재를 제작하여 휨 실험을 수행하였으며 극한휨강도, 하중-처짐 관계, 균열 형태, 파괴형상 및 연성을 파악하였다. 실험결과는 철근비가 증가함에 따라 휨강도는 증가하고 연성은 감소한다. 또한, 철근비가 증가함에 따라 균열의 개수가 증가하며 균열폭은 감소하는 경향을 나타내었다. 철근의 강도 등급에 따른 하중-균열폭 관계는 뚜렷한 차이를 나타내지 않는다. 콘크리트 비선형거동 해석을 수행하였으며, 극한하중 예측값과 측정값을 비교하였다. 고강도 콘크리트의 휨거동 예측 결과는 실험부재의 휨강도를 전반적으로 과소평가하고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper concerns the structural behavior of high-strength concrete beams with compressive strength of 80 MPa subjected to flexure. Main test variables were nominal yielding strength of longitudinal rebar including normal strength rebar(SD 400) and high strength rebar(SD 600), reinforcement ratio ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 압축강도가 80 MPa 수준인 고강도 콘크리트의 휨 성능 실험연구를 수행하였다. 또한 보통강도 철근(SD 400)과 고강도 철근(SD 600)을 휨 철근으로 사용한 고강도 콘크리트 보의 극한휨강도, 하중-처짐 관계, 균열 형태, 파괴형상 및 연성을 파악하였다.
  • 하중 재하점 사이의 거리 600 mm 구간을 순수 휨 구간으로 계획하여 콘크리트와 철근에 의한 휨 거동 영향을 파악하고자 하였다. 순수 휨 구간을 제외한 좌 ․ 우 구역에는 철근직경D10을 갖는 전단철근(스터럽)을 150 mm 간격으로 배근하여 전단파괴를 방지하고자 하였다. 철근 조립 후 철근 표면에 변형률 게이지를 부착하여 철근의 변형률을 측정하고자 하였다(Fig.
  • 순수 휨 구간을 제외한 좌 ․ 우 구역에는 철근직경D10을 갖는 전단철근(스터럽)을 150 mm 간격으로 배근하여 전단파괴를 방지하고자 하였다. 철근 조립 후 철근 표면에 변형률 게이지를 부착하여 철근의 변형률을 측정하고자 하였다(Fig. 4). 또한 부착된 철근 변형률 게이지의 형상을 Fig.
  • 하중 재하점 사이의 거리 600 mm 구간을 순수 휨 구간으로 계획하여 콘크리트와 철근에 의한 휨 거동 영향을 파악하고자 하였다. 순수 휨 구간을 제외한 좌 ․ 우 구역에는 철근직경D10을 갖는 전단철근(스터럽)을 150 mm 간격으로 배근하여 전단파괴를 방지하고자 하였다.
  • 실험 변수는 휨철근 비, 단면크기 및 철근의 항복강도 수준을 고려하였다. 휨철근비는 0.02(2%)이내에서 고강도 콘크리트 보의 휨 거동 특성을 파악하고자 하였다. 높이가 250 mm인 보의 휨 철근비는 2% 이하로서 0.

가설 설정

  • 본 연구에서는 하중이 2/3Py (Py =항복하중)일 때를 사용하중상태로 가정하고, 이때의 측정균열폭을 Table 4에 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고강도 콘크리트를 교량에 적용시 어떤 장점이 있는가? 대표적으로 미국 텍사스의 San Angelo에 위치한 North Concho River를 통과하는 교량에 압축강도 101 MPa의 콘크리트를 프리스트레스트 콘크리트 거더에 적용하였다(Russell 1997). 고강도 콘크리트를 교량에 적용할 경우, 단면의 크기가 감소함에 따라 교각 및 거더의 소요량이 감소되며, 장경간의 교량 시공이 가능하다.
고강도 콘크리트의 교량 적용은 언제 어디에서 시작되었는가? 콘크리트 강도 70∼90 MPa의 범위를 갖는 고강도 콘크리트(High-Strength Concrete)의 사용이 전 세계적으로 시도되고 있다. 교량의 경우, 1990년대 중반부터 미국에서 고강도 콘크리트의 적용이 시작되었다. 압축강도 80∼120 MPa의 고강도 콘크리트가 장경간 박스거더 및 사장교에 다수 적용되었다(Russell et al.
교량 접합부 설계시 고강도 철근을 적용한 고강도 콘크리트를 적용하면 무엇을 기대할 수 있는가? 고강도 콘크리트에 고강도 철근을 적용할 경우, 보통강도철근을 사용한 부재와 달리 부재의 단면 축소, 철근량 감소 및 배근간격에도 여유를 줄 수 있다. 또한, 교량 접합부의 설계 시 철근이 과도하게 배근되는 현상을 방지할 수 있으며, 시공성의 향상도 기대할 수 있다(Ashour, 2000; Alexander et al., 1997; Kaminska et al.
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참고문헌 (25)

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  23. Sarkar, S., Adwan, O., and Munday, J. G. L. (1997), High Strength Concrete: an Investigation of the Flexural Behavior of High Strength RC Beams, Structural Engineer, 75(7), 115-121. 

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