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학위논문 상세정보

철근콘크리트 깊은 보의 현행 스트럿-타이 설계기준에 대한 비교 및 타당성 평가 원문보기

  • 저자

    김진우

  • 학위수여기관

    경희대학교

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    건축공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    50p.

  • 키워드

    스트럿-타이;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13536814&outLink=K  

  • 초록

    깊은 보의 거동은 주로 전단에 의해 지배되며 일반 보의 응력분포와는 다른 응력 교란 구역 (D구역)이 존재하게 되어 일반 보의 설계방법으로는 합리적인 설계에 한계가 있다. 이에 현행 미국 콘크리트 학회(ACI) 및 캐나다 표준규격협회(CSA), 유럽 콘크리트 위원회(CEB-FIP)의 콘크리트 구조물 설계기준에서는 스트럿-타이 모델을 이용한 설계방법을 제시하고 있다. 스트럿-타이 모델을 이용한 설계는 설계의 품질이 엔지니어가 가정하게 되는 트러스 모델에 의해 좌우되는 특징을 가지고 있다. 깊은 보의 최대강도(ultimate strength) 예측은 콘크리트 소성이론을 기초로 하는 극한해석으로 비교적 정확한 예측이 가능하다. 홍성걸 등은 콘크리트 소성학의 상한계 이론에 기초하여 깊은 보 단부의 정착파괴를 고려한 여러 개의 현실적인 파괴 메커니즘으로부터 콘크리트의 전단강도식을 유도하였다. 제안된 전단강도식의 유효성은 실험을 통해 확인하였으며 이를 이용해 파괴메커니즘과 전단강도를 정확하게 예측할 수 있음을 보여주었다. 이에 본 논문에서는 깊은 보 내부의 트러스 모델의 형상, 전단경간비, 주철근량, 보의 단면형상 및 콘크리트 강도를 변수로 각각의 설계기준에서 예측하는 깊은 보의 전단강도를 비교하였다. 전단경간비가 작은 경우는 일경간 모델의 값이, 전단경간비가 큰 경우는 이경간 모델의 예측치가 더 정확한 예측치를 보였다. 또한 ACI, CSA, CEB-FIP 세 가지의 설계기준 중 CEB-FIP의 경우 깊은 보의 전단강도를 비교적 크게 평가함을 알 수 있으며 전단경간비가 증가할수록 콘크리트의 강도 증가가 실제 강도증가에 미치는 영향은 미비한 것을 알 수 있었다. 또한 각 설계기준의 예측치는 전단강도식과의 비교를 통해 타당성이 입증되었다.


    The current concrete design codes such as American Concrete Institute(ACI) 318-11, Canadian Standard Associate(CSA) A.23.3-04 and CEB-FIP Model Code 2010 provisions on the shear strength of a simply supported deep beam suggest that deep beams should be designed using the strut-and-tie model. The strut-and-tie model is a design methodology based on the lower bound theorem of concrete limit analysis. It allows designers to create proper strut-and-tie models for members with geometric or static discontinuities and to provide steel reinforcement in accordance with its detailing equirements. Although this is a useful methodology to design members in disturbed regions, the quality of the design is highly dependent on the truss model that designers create. In order to accurately estimate the shear strength of concrete deep beams with the consideration of end anchorage failure, Hong et al. derived the shear strength equations of reinforced concrete deep beams. They are based on the upper bound theorem in the theory of plasticity, and several realistic failure mechanisms are considered. The validity of these equations was investigated through experimental work. This thesis investigates the validity of the current ACI, CSA and CEB-FIP code provisions on the shear strength of simply supported reinforced concrete deep beams by comparing them with the shear strength equations proposed by Hong et al. The comparison shows that all of these code provisions provide reasonable estimates on the shear strength of concrete deep beam members and the selection of an internal truss model plays an important role on the estimation of shear strength. It also indicates that design parameters such as the amount of flexural reinforcement, aspect ratio of beam cross section and concrete compressive strength affect the shear strength of concrete deep beams.


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