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Flexual-Shear Cracking Mechanism in Slender Reinforced Concrete Bems
김우,Kim, Woo Korea Concrete Institute 1998 콘크리트학회지 Vol.10 No.3
이 논문은 직사각형 단면을 갖는 철근콘크리트 보에서 휨전단균열(Flexural-Shear Crack)이 원인을 규명하기 위해 모두 16개의 보를 실험한 결과를 기술한 것이다. 실험에 이용된 콘크리트보는 전단균열에 영향을 준다고 생각되는 몇 가지 요소를 인위적으로 소거 도는 고립되도록 특수하게 제작된 것이다. 이러한 특수보의 실험결과를 같은 재원을 갖는 보통의 정상보의 결과와 직접 비교하여서 그 차이를 분석함으로써 휨전단 균열의 발생원인을 규명하였다. 그 결과, 일반적인 콘크리트보에서의 휨전단균열 발생은 철근과 콘크리트의 경계면의 부착현상과 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 발생된 휨전단균열의 안정성은 주철근을 따라 발생되는 수평균열의 크기에 직접적인 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 나타난 몇 가지 사실은 현재 사용중인 전단설계규준의 근본을 이루는 전단 위험단면개념과는 상반되는 것도 있었다. 실험에서 알아낸 사실을 근거로 전단파괴기구에 대한 새로운 가설을 제안하였다. 이 새 가설은 지금까지 잘 설명되지 않은 휨전단균열의 발생과 진행에 대한 원인 및 과정을 상당히 잘 설명해주고 있다고 생각된다.
김우,정제평 대한토목학회 2011 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.15 No.1
This paper describes a practical formulation of Non-Bernoulli-Compatibility Truss Model that has been conceptually derived in the first part of the present study. Not only equilibrium conditions but also some approximations are employed to solve for the unknowns included in the proposed model. By assuming that the ratio of V_a to V remains to be constant along the shear span, the relationship between α and z is mathematically established as an arch shape function. V_m is also approximated to be an empirical value that is equal to the least shear strength defined by Zsutty. The α-chart is made utilizing a nonlinear finite element analysis. The adequacy of the model is examined by test results available in literatures, and the predicted values are shown to be in excellent agreement with the experimental results.
김우,김대중,모귀석,고광일,Kim, Woo,Kim, Dae-Joong,Mo, Gui-Suk,Ko, Kwang-Il 한국콘크리트학회 1994 콘크리트학회지 Vol.6 No.2
철근콘크리트보에서의 아취작용에 대한 현상을 파악하기 위해 전단지간 대 유효높이의 비 (a/b), 철근비, 전단철근의 유무등을 변수로 하여 총 16개의 시험체를 제작하여 실험하였다. 실험결과, 철근콘크리트보에서 아취현상은 최초로 보에 휨균열이 발생되면서 시작되고, 휨균열이 전단지간 중앙위치까지 발생되면 아취현상이 현저해져 보의 전체적 거동을 지배하는 것으로 나타났다. 철근콘크리트보의 전체적 거동이 아취작용에 이해 주로 지배되면, 전단지간내에서 측정된 철근인장력은 계산된 철근인장력보다 휠씬 크게 나타났다. 철근콘크리트보에서 아취현상은 지점쪽에 가까울수록, 철근비가 낮을수록 헌저하고, 전단보강을 함으로서 아취현상은 작아졌다. 철근콘크리트보에서 아취현상은 a/b가 작아질수록 증가되고, a/b가 3이하에서는 아취현상이 지배적이었다. 전단보강이 안된 a/b가 3이하의 보에서는 최종하중단계에서 타이드 아취현상이 현저하여 철근 길이\ulcorner향에 따른 철근인장력은 거의 동일한 값을 나타냈다. Sixteen reinforced concrete beams were tested statically up to failure to investigate the arch action. Major variables were the shear span to depth ratio, steel ratio and existence of stirrups.The arch action in reinforced concrete beams started when flexural cracks appeared at the center of the span. Due to the reduction of internal moment arm length by the development of arch action, the measured steel tension was significantly higher than the calculated. As the shear span to depth ratio arid steel ratio decrease, the arch action in reinforced concrete eams increases. Over the entire length the force in the steel of no web reinforced beams having smaller a /d ratio than 3 was constant because the beams acted as a tied arch.
김우,정제평 대한토목학회 2011 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.15 No.1
An enhanced truss model is presented in the present study. The model is theoretically based on the well-known relationship between shear and the rate of change of bending moment in a reinforced concrete beam subjected to combined shear and moment loads. The new model shows that a new perspective on the shear resistance can be gained by considering the variation of the internal arm length along the span. And the shear resistance mechanism is resolved into three independent base components; arch action,truss action and membrane action. The compatibility of deformation associated to the two actions is indirectly taken into account by employing an empirical factor. Then the base equation of V=dM/dx is numerically formulated so as to clarify the physical basis of the behavior related to beams under combined action of flexure and shear.