초록 ▼

본 연구는 4단계로 진행되었으며, 단계별 내용은 상호보완적으로 계획되었다. 본 연구의 주요 연구내용은 다음과 같다.
(1) 전단철근이 없을 때 콘크리트 강도의 증가에 따른 전단내력 및 보유강도를 실험적으로 평가하고 콘크리트 스트럿의 거동에 대한 이론적 모델을 확립한다.
(2) 전단철근의 전단내력 분담분을 파악하고, 수평, 수직 전단철근이 깊은 보의 전단저항에 대한 효율성이 바뀌는 임계 전단경간비를 제시하여 전단철근 설계에 대한 이론적인 이해를 돕는다.
(3) 주철근의 강도가 깊은 보의 전단거동에 미치는 영향을 파악한

본 연구는 4단계로 진행되었으며, 단계별 내용은 상호보완적으로 계획되었다. 본 연구의 주요 연구내용은 다음과 같다.
(1) 전단철근이 없을 때 콘크리트 강도의 증가에 따른 전단내력 및 보유강도를 실험적으로 평가하고 콘크리트 스트럿의 거동에 대한 이론적 모델을 확립한다.
(2) 전단철근의 전단내력 분담분을 파악하고, 수평, 수직 전단철근이 깊은 보의 전단저항에 대한 효율성이 바뀌는 임계 전단경간비를 제시하여 전단철근 설계에 대한 이론적인 이해를 돕는다.
(3) 주철근의 강도가 깊은 보의 전단거동에 미치는 영향을 파악한다.
(4) 콘크리트 강도와 전단경간비가 깊은 보의 크기효과에 미치는 영향을 실험적으로 평가한다.
(5) 철근콘크리트 깊은 보의 전단설계에 대한 ACI 318-99 기준은 각 변수들의 영향을 적절히 반영하여 안전성을 확보하는지를 평가한다.
(6) 개구부가 설치된 철근콘크리트 깊은 보의 파괴모드와 전단내력의 감소율을 실험적으로 규명한다.
(7) 개구부 보강철근의 배근형태에 따른 전단저항을 평가한다.
(8) 파괴역학을 이용하여 크기효과와 개구부효과를 고려한 깊은 보의 전단거동 평가 모델을 제시하고 기존 제안식들 및 실험 값들과 비교를 행하여 제시된 모델의 적합성을 증명한다.

철근콘크리트 깊은 보의 전단설계 기준은 안전성 측면에서 많은 문제점을 내포하고 있으며, 개구부가 설치된 깊은 보의 내력평가 및 보강방법에 대해서는 아직 기준을 마련하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구의 결과는 깊은 보의 전단설계에 대한 전반적인 설계지침안으로서 활용이 가능하며 본 연구를 통해 얻은 주요 성과는 다음과 같다.
(1) 깊은 보의 전단설계로 이용되는 ACI 318-99 기준의 불안전측을 수정, 보완하고, 크기효과를 고려한 적절한 전단내력 평가모델을 제시함으로서 안전한 설계를 통한 구조물의 유지관리 확보
(2) 스트럿-타이 모델에 의한 ACI 318-02 기준에서 스트럿 유효 폭 및 적절한 유효강도 계수를 제시함으로서 향후 국내 스트럿-타이 모델에 의한 깊은 보의 설계 기준 확립에 기초적 자료로 활용 가능
(3) 개구부 설치로 인한 내력저하 평가 및 개구부 보강근의 전단저항 모델을 제시함으로서 실무에서 개구부 설치에 따른 구조적 제한 및 보강근 양 결정에 활용
(4) 고강도 콘크리트의 레미콘 배합설계 기술의 이전 및 구조체 적용의 확대
(5) 본 연구를 통해 현재 발표된 논문편수는 다음과 같다. SCI : 1편, 국내 A급 전문학술지 : 8편, 국내 학술발표대회 : 8편
(6) 본 연구주제를 통해 배출된 전문인력은 다음과 같다. 박사 : 1명, 석사 : 6명

Abstract ▼

This study was divided into four research stages and all research was interrelatively planned. The main contents of this study were summarized as follows.
(1) This study evaluated the shear strength and reserved strength of reinforced concrete deep beams without shear reinforcements through param

This study was divided into four research stages and all research was interrelatively planned. The main contents of this study were summarized as follows.
(1) This study evaluated the shear strength and reserved strength of reinforced concrete deep beams without shear reinforcements through parametric study according to the increase in concrete strength. And this study presented an analytical model to explain compressive concrete strut strength.
(2) This study investigated the shear-resisting capacity of shear reinforcements and proposed the critical shear span-to-depth ratio which the effectiveness of shear capacity by horizontal reinforcements precedes that by vertical reinforcements.
(3) This study evaluated the effects of longitudinal bars, concrete strength and shear span-to-depth ratio including effects of section size and web opening.
(4) The ACI 318-99 provisions were compared with this experimental study.
(5) This study evaluated failure modes and the deterioration rate in shear strength according to web openings, and investigated the shear behavior according to configuration types of reinforcements to strengthen the web opening.
(6) Starting from the fundamental concept of fracture mechanics, this study presented an analytical model and design concept to describe the shear behavior of reinforced concrete deep beams to consider size effects and web opening.

The shear design of reinforced concrete deep beams is one of many controversial subjects in a safe aspect. The design strength and reinforcement details of deep beams with web openings have not been inserted in the design provisions yet. Thus, this study gives a general design method for shear design of deep beams and the result of this study is applicable to various design fields as follows.
(1) The proposed model is applicable as valuable information to improve unreasonable criteria of ACI design provisions and durability of reinforced concrete deep beams.
(2) It is expected as a fundamental background to make domestic design provisions on the concept of strut-tie model like effective strength factor and effective strut width etc..
(3) From the result of this study, it is possible to establish the structural design criteria such as the reinforcement details and its amount.
(4) The result gives a clue to be able to activate the extensive utilization of high-strength concrete.
(5) Published papers: one paper of SCI grade, eight papers of special journals and eight proceeding papers

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...4
• 1. 국문요약문 ...4
• Ⅱ. 연구결과 요약문...5
• 1. 국문요약문 ...5
• 2. 영문요약문 ...6
• Ⅲ. 연구내용...7
• 1. 서론 ...7
• 1.1 연구배경 및 필요성 ...7
• 1.2 기존연구동향 및 분석 ...8
• 1.3 연구의 중요성 ...15
• 1.4 연구의 목적 ...15
• 2. 연구방법 및 이론 ...19
• 2.1 일반사항 ...19
• 2.2 실험변수 계획 및 시험체 제작 ...19
• 2.3 시험체 일람 및 개요 ...23
• 2.4 사용재료의 역학적 성질 ...23
• 2.5 가력 및 측정방법 ...29
• 2.6 실험결과 ...29
• 2.7 요약 ...40
• 3. 실험결과 비교,분석 및 ACI 38-99(& KCI) 기준의 안전성 평가 ...42
• 3.1 일반사항 ...42
• 3.2 콘크리트 강도의 영향 ...42
• 3.3 전단경간비의 영향 ...44
• 3.4 수평 전단철근비의 영향 ...46
• 3.5 수직 전단철근비의 영향 ...51
• 3.6 직교 전단철근비의 영향 ...56
• 3.7 전단철근 배근형태의 영향 ...61
• 3.8 전단철근의 전단저항에 대한 효율성이 바뀌는 임계 전단경간비 ...61
• 3.9 단면깊이의 영향(크기효과) ...61
• 3.10 경간깊이비의 영향 ...64
• 3.11 주철근 항복강도의 영향 ...64
• 3.12 개구부 효과 ...65
• 3.13 요약 ...67
• 4. 크기 효과와 개구부 효과를 고려한 전단내력 예측모델 ...69
• 4.1 일반사항 ...69
• 4.2 파괴역학을 이용한 본 연구에서의 기본개념 ...69
• 4.3 개구부가 없는 깊은 보의 전단내력 예측모델 ...74
• 4.4 개구부가 있는 깊은 보의 전단내력 예측모델 ...89
• 4.5 개구부 보강철근의 전단저항 평가모델 ...98
• 4.6 요약 ...101
• 5. 결 론 ...102
• 6. 인용문헌 ...106
• Ⅳ. 부 록...112
• A. 실험관련사진 ...112
• B. 트러스모델을 이용한 깊은 보의 전단내력 평가 ...118
• C. 스트럿-타이 모델에서 스트럿의 유효강도계수 평가 ...126
• D. 소성론의 상계치 이론을 적용한 개구부를 갖는 깊은 보의 전단내력 평가 ...135
• E. 철근콘크리트 깊은 보의 전단설계 기준(안) ...141