콘크리트학회논문집 (Journal of the Korea Concrete Institute)

  • 제22권4호
  • /
  • Pages.511-517
  • /
  • 2010
  • /
  • 1229-5515(pISSN)
  • /
  • 2234-2842(eISSN)
한국콘크리트학회 (Korea Concrete Institute)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단거동에 관한 해석적 연구

Analytical Study on the Shear Behavior of Prestressed Concrete Deep Beams

  • 김태훈 (대우건설 기술연구원 토목연구팀) ;
  • 김영진 (대우건설 기술연구원 토목연구팀) ;
  • 신현목 (성균관대학교 사회환경시스템공학과)
  • Kim, Tae-Hoon (Civil Engineering Research Team, Daewoo Institute of Construction Technology) ;
  • Kim, Young-Jin (Civil Engineering Research Team, Daewoo Institute of Construction Technology) ;
  • Shin, Hyun-Mock (Dept. of Civil and Environmental Engineering, Sungkyunkwan University)
  • 투고 : 2010.01.25
  • 심사 : 2010.06.16
  • 발행 : 2010.08.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

이 연구는 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단거동을 파악하고 합리적이면서 경제적인 설계기준의 개발을 위한 자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 정확하고 올바른 평가를 위하여 신뢰성 있는 비선형 유한요소해석 프로그램을 이용하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열 콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 사용된 부착 또는 비부착 텐던요소는 유한요소법에 근거하며 프리스트레스트 콘크리트 부재의 콘크리트와 텐던의 상호작용을 구현할 수 있다. 이 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 깊은 보의 전단거동을 파악하기 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 다른 연구자의 실험 결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.

The purpose of this study is to investigate the shear behavior of prestressed concrete deep beams and to provide the data for development of improved design criteria. The accuracy and objectivity of the assessment process may be enhanced by the use of sophisticated nonlinear finite element analysis program. Hence, in this study, the computer program, named RCAHEST (reinforced concrete analysis in higher evaluation system technology), was used. Material nonlinearity is taken into account by comprising tensile, compressive and shear models of cracked concrete and a model of reinforcing steel. A bonded or unbonded tendon element based on the finite element method, that can represent the interaction between tendon and concrete of prestressed concrete member, is used. The proposed numerical method for the shear behavior of prestressed concrete deep beams is verified by comparing the analytical results with test data by others.

키워드

참고문헌

  1. 이진섭, 김상식, “집중하중을 받는 철근콘크리트 깊은 보의 전단거동에 대한 실험적 연구,” 콘크리트학회 논문집, 11권, 1호, 1999, pp. 191-200.
  2. 정헌수, 양근혁, 함영삼, “고강도 철근콘크리트 깊은 보의 전단거동 및 ACI 전단설계 기준과의 비교,” 콘크리트학회 논문집, 14권, 6호, 2002, pp. 874-882. https://doi.org/10.4334/JKCI.2002.14.6.874
  3. 이우진, 윤승조, 김성수, “고강도 철근콘크리트 깊은 보의 전단 강도에 관한 실험평가,” 콘크리트학회 논문집, 15권, 5호, 2003, pp. 689-696. https://doi.org/10.4334/JKCI.2003.15.5.689
  4. 김성칠, 박성용, “철근콘크리트 깊은 보의 전단철근 효과에 관한 연구,” 대한토목학회논문집, 25권, 2A호, 2005, pp. 365-373.
  5. Alshegeir, A. and Ramirez, J. A., “Strut-Tie Approach in Pretensioned Deep Beams,” ACI Structural Journal, Vol. 89, No. 3, 1992, pp. 296-304.
  6. Tan, K. H., Lu, H. Y., and Teng, S., “Size Effect in Large Prestressed Concrete Deep Beams,” ACI Structural Journal, Vol. 96, No. 6, 1999, pp. 937-946.
  7. Tan, K. H., Tong, K., and Tang, C. Y., “Direct Strut-and-Tie Model for Prestressed Deep Beams,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 127, No. 9, 2001, pp. 1076-1084. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2001)127:9(1076)
  8. 국토해양부, 콘크리트구조설계기준, 한국콘크리트학회, 2007.
  9. Schlaich, J. and Weischede, D., “Detailing Reinforced Concrete Structures,” Canadian Structural Concrete Conference, Department of Civil Engineering, University of Toronto, Toronto, 1981, pp. 171-198.
  10. Canadian Standards Association, Design of Concrete Structures for Buildings, CAN3-A23.3-M84, Rexdale, Ontario, Canada, 1984, 232 pp.
  11. Concrete Design Committee, The Design of Concrete (NZS3101: Part I and II), New Zealand Standard, New Zealand, 1995, 264 pp.
  12. British Standards Institution, Code of Practice for Design and Construction (BS8110 Part I), British Standard, UK, 1997, 120 pp.
  13. American Concrete Institute, Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-05) and Commentary (ACI318R-05), Farmington Hills, Michigan, USA, 2005, 107 pp.
  14. American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 4th Edition, Washington, D.C., USA, 2007, 1518 pp.
  15. 김병헌, 이원석, 윤영묵, “격자 스트럿-타이 모델 방법을 이용한 철근콘크리트 깊은 보의 극한강도 평가,” 한국콘크리학회 봄 학술발표회 논문집, 17권, 1호, 2005, pp. 179-182.
  16. Kim, T. H., Lee, K. M., Yoon, C. Y., and Shin, H. M., “Inelastic Behavior and Ductility Capacity of Reinforced Concrete Bridge Piers under Earthquake. I: Theory and Formulation,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 129, No. 9, 2003, pp. 1199-1207. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:9(1199)
  17. Kim, T. H., Lee, K. M., Chung, Y. S., and Shin, H. M., “Seismic Damage Assessment of Reinforced Concrete Bridge Columns,” Engineering Structures, Vol. 27, No. 4, 2005, pp. 576-592. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2004.11.016
  18. Kim, T. H., Kim, Y. J., Kang, H. T., and Shin, H. M., “Performance Assessment of Reinforced Concrete Bridge Columns Using a Damage Index,” Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 34, No. 7, 2007, pp. 843-855. https://doi.org/10.1139/L07-003
  19. Kim, T. H., Park, J. G., Kim, Y. J., and Shin, H. M., “A Computational Platform for Seismic Performance Assessment of Reinforced Concrete Bridge Piers with Unbonded Reinforcing or Prestressing Bars,” Computers & Concrete, Vol. 5, No. 2, 2008, pp. 135-154. https://doi.org/10.12989/cac.2008.5.2.135
  20. Kent, D. C. and Park, R., “Flexural Members with Confined Concrete,” Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 97, No. 7, 1971, pp. 1969-1990.
  21. Taylor, R. L., FEAP-A Finite Element Analysis Program, Version 7.2 Users Manual, Volume 1 and Volume 2, 2000, 310 pp.
  22. Tan, K. H. and Mansur, M. A., “Partial Prestressing in Concrete Corbels and Deep Beams,” ACI Structural Journal, Vol. 89, No. 3, 1992, pp. 251-262.