고강도 철근콘크리트보의 전단철근간격비와 크기효과에 따른 전단강도 상관 관계 연구 = A Study on the Correlation between Shear Strength and Shear Reinforcement Spacing Ratio and Size Effect in High-strength Reinforced Concrete Beams

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 전단철근간격비와 보의 크기효과가 고강도 철근콘크리트보의 전단강도에 미치는 영향을 파악하기 위한 것이다. 이를 위하여 실험을 수행하였고, 그 결과를 국내(KDS 14 20 22), 국제 기준식(CEB-FIP, ACI 318-19, AIJ) 및 기존 제안식(Zsutty, Bazant, Lee et al.)에 의한 이론값과 비교·분석하였다. 실험은 압축강도() 50MPa, 깊이 대 폭(h/b) 1.5, 인장철근비(ρ)는 0.025로 일정하게 하였으며, 실험 변수는 전단철근간격비(d/s)와 보의 크기(bd)로 설정하였다.
시험체는 단면의 크기에 따라 SHR1, SHR2, SHR3의 3개 시리즈로 구분하였으며, 각 시리즈 내에서는 전단철근간격비에 따라 4개씩 총 12개의 시험체를 제작하였다. 실험값을 기준식 및 제안식에 의한 이론값과 비교한 결과, 평균 1.29 ∼ 1.60, 표준편차 0.13 ∼ 0.18로 나타났다. 이론값과의 비교 결과 Bazant, Lee의 식은 실험값을 비교적 잘 예측하고 있는 것으로 나타났다. Bazant 식의 평균은 1.15, 표준편차는 0.17, Lee의 식의 평균은 1.17, 표준편차는 0.18이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aimed to investigate the effects of shear reinforcement spacing ratio and beam size on the shear strength of high-strength reinforced concrete beams. To this end, experiments were conducted, and the results were compared and analyzed with theoretical values ​​based on domestic and international standards (KDS 14 20 22, CEB-FIP, and ACI 318-19) and existing proposed equations (Zsutty, Bazant, and Lee et al.). The experiments were conducted with a compressive strength of 50 MPa, a depth-to-height ratio (h/b) of 1.5, and a tensile reinforcement ratio (ρ) of 0.025. The experimental variables were the shear reinforcement spacing ratio (d/s) and beam size (bd).
The specimens were divided into three series (SHR1, SHR2, and SHR3) based on cross-sectional size. Each series produced four specimens with different shear reinforcement spacing ratios, for a total of 12 specimens. The experimental values ​​were compared with the theoretical values ​​using the reference and proposed equations, and the average values ​​were 1.29 to 1.60 and the standard deviation was 0.13 to 0.18. The comparison with the theoretical values ​​showed that the equations of Zsutty, Bazant, and Lee et al. predicted the experimental values ​​relatively well. The average value of the Zsutty equation was 1.29 and the standard deviation was 0.16. The average value of the Bazant equation was 1.15 and the standard deviation was 0.17. The average value of Lee et al. equation was 1.17 and the standard deviation was 0.18.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 제 1 장 서 론
• 1.1 연구의 목적 및 배경
• 1.2 연구의 방향
• 1.3 전단강도 연구에 대한 사례 조사
• 1.3.1 국외 연구
• 1.3.2 국내 연구
• 제 2 장 철근콘크리트보의 전단거동 특성과 크기효과
• 2.1 철근콘크리트보의 전단거동 특성
• 2.2 철근콘크리트보의 크기효과
• 제 3 장 실험
• 3.1 시험체의 구성
• 3.1.1 고정변수
• 3.1.2. 실험변수
• 3.2 재료의 특성
• 3.2.1 골재와 시멘트
• 3.2.2 철근
• 3.3 배합설계
• 3.4 실험장치 및 실험방법
• 제 4 장 실험결과 및 분석
• 4.1 시험체의 파괴형태 및 균열양상
• 4.2 전단철근간격비에 따른 평균 균열간격과 최대 균열 폭
• 4.3 하중-변위곡선
• 4.4 인장철근의 하중-변형률 곡선
• 4.5 전단보강철근의 하중-변형률 곡선
• 4.6 시험체의 전단력, 전단강도, 파괴모드
• 4.7 전단철근비에 따른 극한전단강도 비교
• 4.8 유효깊이 변화에 따른 전단강도 비교
• 4.9 전단보강철근간격비에 따른 전단강도 비교
• 제 5 장 기준식 및 제안식
• 5.1 기준식 및 제안식
• 5.1.1 크기효과가 고려된 기준식
• 5.1.2 크기효과가 고려되지 않은 기준식
• 5.2 실험값과 기준식 및 제안식과의 비교
• 제 6 장 결론
• [참고 문헌]
• [부록]
• 1. 시험체 설치 및 파괴 형태 사진
• [감사의 글]