• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.982-988
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• 2002

철근콘크리트 기둥에서 원형 전단철근에 의한 전단강도 성분을 산정하는 기존의 기준식들은 일반적으로 그 강도를 과대평가하는 경향이 있다. 그 이유는 불연속분포로 이루어진 철근의 배근을 단순한 연속분포로 가정하는 데에서 기인하며, 또 다른 한편으로는 단면이 직사각형인 부재에 사용되는 설계식을 원형 단면에 그대로 적용함으로써 발생한다. 전단철근은 부재에 대각선균열이 발생하면서 그 역할이 시작된다고 할 수 있는데, 원형 단면은 직사각형 단면과는 달리 균열을 가로지르는 지점에 따라 전단력에 저항하는 성분이 달라지기 때문이다. 본 연구에서는 원형 전단철근에 대하여 대각선 균열의 시작점과 그 균열을 가로지르는 전단철근의 개수, 그리고 원형단면 상에서의 저항성분의 변화를 고려한 새로운 강도모델을 제안하고자 하였다. 제안된 모델의 수학적인 해석에 따르면 균열을 가로지르는 철근의 개수가 적을수록 균열의 시작점 및 균열의 수직투영거리가 철근의 배근 간격과 이루는 배율이 철근의 전단저항에 미치는 영향이 크다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로 도출된 불연속 모델을 설계에 이용될 수 있는 식으로 단순화시키기 위해 선형회귀법이 이용되었으며, 이렇게 유도된 설계방정식은 수학적 정해의 하한계 값에 부합하는 결과를 가져왔다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.795-803
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• 2004

현행 구조설계기준식에서는 취성적으로 파괴하는 최소전단보강철근 파괴를 방지하기 위하여 철근콘크리트 보에 최소전단보강철근을 배근하도록 규정하고 있다. 최소전단철근비는 콘크리트의 압축강도와 함께 주인장철근비와 전단경간비에 영향을 받는다. 이 연구에서는 주인장철근비와 전단경간비가 철근콘크리트 보의 최소전단철근비에 미치는 영향을 파악하기 위하여 14개의 철근콘크리트 보를 실험하였다. 실험에 의하면 전단 여유율은 주인장철근비가 증가할수록 증가하였고, 전단경간비가 증가할수록 감소하였다. 실험 결과는 ACI 318-02 기준식과 선행 연구의 제안식과 비교되었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.49-56
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• 2004

본 논문은 철근콘크리트 건물의 전단해석을 위하여 변환각 트러스 모델(TATM)을 사용하여 전단철근변형률과 전단균열폭과 같은 철근콘크리트 부재의 전단변형을 예측하였다. 철근콘크리트 부재의 전단변형에 대한 TATM의 타당성을 검토하기 위하여 서로 다른 전단경간비를 가지는 4개의 RC 보를 제작하고 전단 실험하였으며, 이 실험결과를 MCFT(Response- 2000), RA-STM, FA-STM 및 TATM에 의한 해석결과와 비교하였다. 제안된 모델 TATM은 다른 트러스 모델보다 전단응력-전단철근변형률 관계와 전단응력-전단균열폭 관계를 더 잘 예측하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권2호
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• pp.151-161
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• 1993

본 논문은 전단철근을 갖지 않는 비교적 짧은 지간의 철근콘크리트 보에서 전단특성을 규명하고 균열전단강도와 극한전단강도를 예측하기 위한 것으로 총30개의 보를 4 series로 나누어 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 콘크리트의 강도, 전단지간-유효높이의 비, 인장철근량등이며, 실험과정을 통해 파괴형상, 처짐, 전단강도등을 측정하였다. 실험결과로부터 콘크리트의 강도가 커지고 철근량이 많아질수록, 그리고 전단지간이 짧아질수록 철근콘크리트 보의 균열 및 극한전단강도가 증가됨을 밝혔다. 또한, 실험성과를 회귀분석하여 균열전단강도와 극한전단강도 추정식을 제안하였다. 제안된 추정식에 의한 계산값과 실험성과를 비교 검토하여 그 상관성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.711-718
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• 2010

콘크리트구조설계기준(2007)에서 제한하는 전단보강철근의 최대 항복강도와 ACI 318-08 기준식, EC2-02 기준식, CSA-04 기준식, JSCE-04 기준식에서 요구하는 전단보강철근의 최대 항복강도에는 많은 차이가 있다. 이 연구에서는 18개의 철근콘크리트 보 실험을 통하여 전단보강철근의 항복강도와 콘크리트의 압축강도가 부재의 전단거동에 미치는 영향을 파악하였다. 실험에 의하면 콘크리트구조설계기준(2007)에서 요구하는 전단보강철근의 최대 항복강도보다 최대 약 1.88배까지의 고강도 전단보강철근을 배근하였음에도 불구하고 실험결과는 전단보강철근이 항복한 이후에 부재가 최대 내력에 도달하였다. 또한 모든 실험체의 전단 내력은 전단보강철근의 양이 증가함에 따라서 거의 선형적으로 증가하였다. 사인장균열에 대해서는 전단보강철근의 항복강도가 증가함에 따라서 균열의 수가 증가하였고, 동일한 하중비에 대하여 보통강도 전단보강철근을 사용한 보의 사인장균열 폭과 고강도 전단보강철근을 사용한 보의 사인장균열 폭은 거의 유사하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.81-88
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• 1999

원형 철근콘크리트 기둥의 전단보강철근에 의한 저항강도의 평가를 위하여 전단에 의한 사인장 균열 면을 관통하는 원형 전단보강철근의 횡하중 작용방향의 평균 인장력을 산정하였다 이를 위하여 원형 전단보강철근이 이루는 원의 중심선간 직경, 수직 배근간격 및 기둥축 방향에 대한 사인장 균열면을 고려하였으며, 이들 변수들을 이용하여 원형 전단보강철근의 유효단면적을 계산하는 공식을 제안하였다. 연구결과, 원형 전단보강철근의 유효단면적 계산을 위하여 근 10년 간 사용되어 온 상수 계수가 모든 경우에 일률적으로 사용될 수 없음을 보여주고 있다 즉, 기존에 사용되는 원형전단철근 유효단면적은 기둥의 전단저항강도의 계산에 있어서, 전단철근의 배근간격이 비교적 넓은 비내지진 지역에서는 안전 측의 예측을 하게 되어 구조물의 안전상 큰 문제가 없지만, 배근간격이 촘촘하거나 원통형강관을 사용하게 되는 내진 지역에서는 기둥의 전단저항강도를 실제보다 20% 정도 과하게 예측하여 구조물의 안전에 좋지 않은 결과를 낳을 수도 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.345-352
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• 1999

철근콘크리트 보의 전단강도에 대한 크리효과는 다른 각종 강도에 대한 크기효과에 비해 현저히 나타난다는 것이 많은 실험적 연구로부터 입증되었으며, 이를 배경으로 세계 여러 나라의 전단강도에 대한 설계 기준식들이 전단강도의 크리효과를 반영하고 있는 실정이다. 그러나, 철근콘크리트 구조물이 점점 대형화됨으로써 이와 같은 설계 기준식의 실험적 검토는 사실상 불가능하게 될 것이다. 본 연구에서는 파괴역학에 근거한 비선형 유한요소프로그램을 이용하여 전단보강철근이 없는 대형 철근콘크리트 보의 전단강도에 대한 크기 효과를 재현해 보았다. 또한, 해석 및 실험결과를 이용하여 크기효과가 고려된 몇 가지 대표적인 전단강도식과 비교하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.839-842
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• 2008

현행 기준식에서는 철근콘크리트 보의 취성적 전단 파괴를 방지하기 위하여 전단보강철근이 항복한 이후에 복부 콘크리트가 압축파괴하도록 최대전단철근비에 대한 제한을 두고 있다. 최대전단철근비에 대한 제한은 각 기준식마다 매우 상이하다. ACI 318-05, CSA-04 와 EC2-02기준에서는 최대전단철근비가 콘크리트의 압축강도에 따라서 변화하지만, 일본기준식은 압축강도와 무관하게 일정한 값이다. 고강도콘크리트가 사용될 경우에 CSA-04와 EC2-02기준에서 요구하는 최대전단철근비는 ACI 318-05의 두 배 이상으로 기준식마다 상이하게 최대전단철근비를 제한하고 있다. 이 연구에서는 10개의 철근콘크리트 보 실험을 통하여 최대철근비가 미치는 보의 거동 및 내력을 평가하였다. 실험 결과에 의하면 ACI 318-05에서 요구하는 철근비보다 많은 전단보강철근이 배근된 보에서도 전단보강철근이 항복한 이후에 콘크리트가 압축파괴하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권2호
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• pp.171-180
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• 1993

본 논문에서는 강섬유를 혼입한 철근콘크리트 부재의 전단거동에 관한 실험 및 이론적 연구를 수행하였다. 이를 위하여 강섬유가 혼입된 구조부재를 제작하여 실험을 수행하여 강섬유의 전단보강 효과를 규명하였으며, 부재의 연성, 극한전단강도 및 초기균열 전단강도 등을 모두 만족하는 최적의 강섬유 혼입량 및 전단 철근 배근량을 제안하였다. 본 실험으로부터 강섬유의 혼입으로 인하여 연성의 증가뿐 아니라, 초기균열강도는 크게 향상되었으며, 극한전단강도 역시 만족할만큼 증가함을 알수 있었다. 위의 실험결과로부터 강섬유 혼입량(체적비)1%, 시방서에서 규정하는 전단철근 필요량의 75%가 가장 만족스러운 조합임을 알 수 있었다. 본 논문에서는 강섬유가 혼입된 철근 콘크리트부재가 극한 전단강도 예측기법이 제시되었으며, 앞으로 강섬유 콘크리트는 연성을 필요로 한는 내진구조물등에 효율적으로 이용될 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.466-475
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• 2001

휨항복 후 전단 파괴하는 철근콘크리트 보의 전단 성능 저하가 예측되었다. 휨항복 후 철근콘크리트 보에는 소성 힌지 구간이 형성되며 축방향 변형률이 급격히 증가한다. 축방향 변형률이 급격히 증가함에 따라 콘크리트 유효 압축 강도가 감소하며 철근콘크리트 보의 잠재 전단 강도는 감소한다. 제안된 전단 성능 저하 예측법은 이와 같은 휨항복 후 전단 파괴하는 철근콘크리트 보의 전단 파괴 특성을 고려한 트러스 모델에 기본을 두고 있다. 해석에서는 철근콘크리트 보의 실제 부재 축방향 변형률 $\varepsilon$x 값을 RA-STM에 대입하여 고정한 후에 그 부재의 잠재 전단 강도를 구하였다. 주어진 $\varepsilon$x값의 증가에 의하여 보의 잠재 전단 강도가 휨항복 시의 전단력에 도달할 때의 부재 변형 능력을 그 부재의 최대 연성 능력으로 하였다. 예측된 부재 변형 능력은 보통강도 콘크리트를 사용한 시험체의 부재 변형 능력을 최대 35% 과소 평가하였지만, 그 차이는 전단보강근의 양이 증가함에 따라서 감소하였다. 고강도 콘크리트를 사용한 시험체에 대하여 예측된 부재 변형 능력은 실제 부재 변형 능력을 최대 20% 과대 평가하였다. 철근콘크리트 보의 전단 변형 능력의 예측은 콘크리트의 유효 압축 강도νf ck와 밀접한 관계가 있어 보의 전단 변형 능력을 보다 정확히 예측하기 위해서는 사인장 균열과 직각 되는 방향의 변형률 $\varepsilon$$_1$가 큰 경우의 νf ck 에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.