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Kinematical Relation Based Mechanical Model of Slender Shear Beams Without Shear Reinforcement : 전단철근이 없는 전단 세장한 철근콘크리트 들보에 대한 운동학적 조건에 기초한 역학적 모델 원문보기

  • 저자

    유영민

  • 학위수여기관

    동아대학교 대학원

  • 학위구분

    국내박사

  • 학과

    토목공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    xvii, 236p.

  • 키워드

    들보 토목공학 전단철근 철근콘크리트;

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10067286&outLink=K  

  • 초록

    본 논문은 전단 철근이 없는 전단 세장한 철근콘크리트 보의 전단거동 메카니즘에 관한 역학적 모델을 운동학적 관계에 근거하여 제안한 것이다. 전단 부재의 해석은 콘크리트에 대한 합리적인 구성방정식과 인장 중강 효과를 고려한 변형 적합조건, 균열 전후의 평형방정식을 근간으로 수행되었다. 제안된 모델에서는 전단파괴를 일으키는 사인장 전단균열을 주인장웅력 궤도로부터 가정하였다. 사인장 전단균열의 발생 후 균열 선단에서의 회전에 따라 이 균열면에서 발생하는 전단 저항력들(다우웰, 콘크리트 인장력, 골재 맞물림 효과, 압축영적에서의 전단력)을 추정할 수 있다. 그들은 각각의 운동학적 조건에 따라 제안된 구성방정식에 의해 유도되었다. 전단파괴는 사인장 전단균열의 초기위치에서 다우웰 작용에 의한 콘크리트 덮개의 할렬파괴에 기인한다고 가정하였다. 이러한 운동학적 조건을 이용하여 사인장 전단균열의 모양과 위치, 균열의 폭과 활동, 각각의 전담 분단력들, 극한 전단강도를 추정할 수 있다. 제안된 모델의 유효성을 검증하기 위하여 전단부재의 주요 매개변수인 전단지간비와 콘크리트 강도를 달리한 총 9개의 전단부재 실험이 수행되었다. 제안된 모델의 운동학적 조건과 극한 전단강도에 대한 해석결과는 실험결과와 좋은 일치를 보이는데 이는 제안된 모델에서의 가정들이 유효하다는 것을 입증한다. 본 논문은 이전에 제안된 정적모델들과 달리 전단 부재의 전단거동 메카니즘 추정에 있어 운동학적 조건을 직접적으로 적용한 것에 그 의의를 둘 수 있다.


    In this thesis, a mechanical model based on kinematical condition is proposed to simulate the shear transfer mechanisms of slender shear beams without shear reinforcement. Analysis was performed based on rational constitutive laws for concrete, compatibility conditions considering tension stiffening effect, and equilibrium conditions according to uncracked and cracked state. Proposed model assumes the shape of diagonal tension crack, which induces a shear failure, from the principal tensile stress trajectory. After development of the crack, a rotational condition is used to estimate the contribution of shear resisting forces, which are as follows ; dowel force, vertical component of concrete tensile force, shear force by aggregate interlock, shear force in compression zone. They are derived from the proposed constitutive relationship of each behavior. It is assumed that shear failure is originated from concrete cover splitting by dowel action at the initial location of diagonal tension crack. Using this kinematical condition, it can be predicted the shape and location of diagonal tension crack, crack width and sliding, each shear transfer mechanisms, finally ultimate shear capacity. Shear beam tests were performed to verify the various aspects of proposed model. Total of 9 beams are tested, which is grouped with two parameters, shear span ratio and concrete strength. Analytical results by proposed model shows a good agreement with test results in respect of kinematical conditions as well as ultimate shear capacity. This thesis is significant on adopting kinematical conditions directly into the estimation of shear capacity contrary to static model.


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