Analytical Study on Ductility Index of Reinforced Concrete Flexural Members

철근 콘크리트 휨부재의 연성지수에 관한 해석적 연구

One of the most important design concept for reinforced concrete structures is to achieve a ductile failure mode, and also moment redistribution for economic design is possible in case that adequate ductility is provided. Flexural ductility index is, therefore, used as a reference for possibility of moment redistribution as well as for prediction of flexural behavior of designed R.C. structures. Ductility index equations, however, provide approximate values due to the linear concrete compressive stress assumption at the tension steel yielding state. Theoretically more exact ductility index is calculated by a numerical analysis with the realistic stress-strain curves for concrete and steel to be compared with the result from tire ductility index equations. Variation of ductility index for the selected variables and the reasonable maximum tension steel ratio for doubly reinforced section are investigated. A moment-curvature curve model is also proposed for future research on moment redistribution.

철근 콘크리트구조는 극한하중에서 연성파괴가 일어나도록 하는 것이 가장 중요한 설계개념의 하나이며 단면이 충분한 소성변형능력을 가지고 있을 때에는 한계상태설계법 개념을 도입하여 소성구조해석이나 모멘트 재분배를 수행하여 경제적인 단면을 설계할 수 있다. 따라서 휨연성지수는 설계된 철근 콘크리트 구조물의 휨거동을 예측하는데 뿐만 아니라 모멘트 재분배의 가능성을 판단하는데에도 이용된다. 그러나 휨연성지수 공식은 인장철근이 항복하는 순간의 곡률에 대하여 선형의 콘크리트 압축응력으로 가정하기 때문에 근사값의 휨연성지수를 계산하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트와 철근의 응력-변형도 곡선을 이용한 수치해석으로 이론적 정해에 가까운 휨연성지수를 구하고 각 변수에 따른 휨연성지수의 변화와 공식의 오차, 복철근보의 최대철근량은 고찰함으로써 철근콘크리트 구조설계의 참고자료를 제공하고자 하며 모멘트 재분배에 관한 연구에 이용될 수 있는 철근 콘크리트 휨부재의 모멘트-곡률 곡선 모델을 제시하고자 한다.