Abstract
In this study, reinforced dual concrete beam (RDC beam) composed of steel fiber reinforced concrete (SFRC) in the tension part and normal strength concrete (NSC) in the compression and remaining part is proposed. It is the epochal structural system that improves the overall structural performances of beam by partially superseding the steel fiber reinforced concrete in the lower tension part of conventional reinforced concrete beam (RC beam). Flexural and shear tests are performed to prove the structural excellence of RDC beam in comparison with RC beam. An analytical method is proposed to understand the flexrual behavior and is compared to experimental results. And for shear behavior, experimental results are compared to empirical equations predicting the ultimate shear strength of full-depth fiber reinforced concrete beam to examine the behavior of RDC beam under shear. From this studies, it is proved that RDC beam has more superior structural performance than RC beam, and the analytical method for flexural behavior agrees well with experimental results, and the partial-depth fiber reinforcements have no noticeable effect on ultimate shear strength but it is considerably effective to control and prevent evolutions of crack.
본 연구에서는 인장부에 강섬유 보강 콘크리트를 사용하고 압축부 및 나머지 부분에 보통 강도 콘크리트를 사용한 철근 이중 콘크리트 보가 제안된다. 이것은 일반 철근콘크리트의 인장부 하단에 강섬유 보강 콘크리트를 부분적으로 대체함으로써 전체적인 구조적 성능을 개선시킨 혁신적인 구조 시스템이다. RC 보에 비해 RDC 보가 구조적으로 우수함을 입증하기 위해 휨 및 전단 실험이 실시되었다. 또한 강섬유가 보강된 철근콘크리트 보의 휭 거동을 정확히 이해하고 모델링하기 위한 해석적 방법이 제안되어 실험결과와 비교되었다. 전단 거동은 전 단면에 걸쳐 섬유로 보강된 철근콘크리트 보의 전단 강도 예측을 위해 제안된 기존의 경험식 결과와 RU 보의 전단 실험 결과가 비교 분석되었다. 본 연구로부터 RDC 보는 RC 보에 비해 보다 우수한 구조적 성능을 발휘하고, 휨 해석 방법은 실험결과와 잘 일치되는 것으로 나타났다. 또한 인장부 일부에만 부분적으로 섬유를 보강할 경우 극한 전단강도에는 큰 영향을 미치지 못했지만 균열을 제어하고 진전을 억제하며 구조물 파괴모드를 안정적으로 유도하는 것으로 나타났다.