• Computers and Concrete
• /
• 제17권5호
• /
• pp.673-692
• /
• 2016

In the standards, minimum reinforcement ratios are presented as the least reinforcement ratios that bearing elements should have in a way to include all systems and in general. However, naturally these general minimum ratios might be presented as being lower than the normally required reinforcement ratios by criteria such as system size, bearing system arrangement, section situation and distributions of the elements and earthquake effect. In this case, minimum reinforcement ratios may remain as meaningless restrictions. Then grouping the criterion that might affect reinforcement ratios according to certain parameters and creating minimum reinforcement ratios regarding preliminary design will provide ease and safety during the project designing. Moreover, it will enable fast and simple examinations in the beginning of project control and evaluation process. By means of the data which could be defined as "preliminary design & minimum reinforcement ratios", a more realistic and safe restriction compared to general minimum reinforcement ratios could be presented. As a result of numerous comprehensive studies, reinforcement ratios to include all certain systems might be obtained. Today, thanks to the development level of finite elements programs which can make reinforced concrete modelling, with the studies that are impossible to carry out beforehand, this deficiency in the minimum reinforcement ratios in the standarts may at least be partially made up with the advisory regulation of preliminary design & minimum reinforcement ratios. As the structure of the system to be examined and the diversity of the parameters range from the specific to the general, preliminary design & minimum reinforcement ratios will approximate to general minimum reinforcement ratios in real terms. By focusing on a more specific system structure and diversity of the parameters, preliminary design and even design reinforcement ratios will be approximated. In this preliminary study, a route between these two extremes was attempted to be followed. Today, it is possible to determine suggested practical ratios for project designs through carrying out numerous studies.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.445-448
• /
• 1999

The minimum shear and torsional reinforcement provisions in ACI 318-95 are still empirical. This paper describes the derivation of a rational approach for minimum shear and torsional reinforcement in beams so as to preclude brittle failure in shear and torsion. This is ensured by specifying that the beam's ultimate capacity of shear and torsion should be greater than its cracking shear and torsion. The formula presented herein for computing minimum shear and torsional reinforcement shows the need for modification of current provision for the minimum shear and torsion reinforcement.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.35-43
• /
• 2017

철근콘크리트 휨부재의 최소철근비는 부재의 취성 파괴를 방지하기 중요한 설계 인자이다. 콘크리트구조기준과 도로교설계기준에서 사용되는 최소철근비는 단면의 유효 깊이 및 모멘트 팔길이에 대한 가정을 통해 산정되었다. 따라서 이 연구에서는 재료 모델과 힘의 평형 관계를 통해 합리적으로 최소철근비를 산정할 수 있는 방법을 제안하였다. 연구 결과 도로교설계기준의 포물-사각형 곡선을 통해 산정된 최소 철근비는 현재 설계 기준에 의한 최소철근비의 약 52~80% 수준으로 산정되어 경제적인 설계가 가능한 것으로 나타났다. 또한, 재료 모델을 통한 최소철근량이 배치된 부재의 연성 능력은 현재 설계 기준에 의한 값의 약 89% 수준으로 평가되었으나, 부재의 연성도는 7 이상으로 충분한 연성능력을 보였다. 따라서 제안된 포물-사각형 곡선을 통한 최소철근비는 휨부재 설계의 이론적 합리성 뿐만 아니라 안전성 및 경제성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제56권2호
• /
• pp.317-340
• /
• 2015

Design codes have specified the minimum shear reinforcement requirement for reinforced concrete (RC) and prestressed concrete (PSC) members to prevent brittle and premature shear failure. They are, however, very different from one another, and particularly, ACI318 code allows the required minimum shear reinforcement to be reduced in PSC members, compared to that in RC members, by specifying the additional equation for PSC members whose basis is not clear. In this paper, the minimum shear reinforcement ratio for PSC members was proposed, which can provide a sufficient reserved shear strength and deformation capacity. The proposed equation was also verified by the test results of PSC specimens lightly reinforced in shear, comparing to design codes and other proposed equations from previous studies.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.35-44
• /
• 2017

본 연구에서는 국내 콘크리트구조기준(2012)에서 규정하고 있는 최소철근량 이하로 보강된 보에 강섬유를 혼입한 강섬유보강철근콘크리트보의 휨파괴 실험을 수행하였다. 실험변수는 철근비와 강섬유의 혼입량으로 하였다. 철근보강비는 최소철근량의 44%, 66%, 78%와 100%로 하였으며, 강섬유의 혼입량은 0.25%, 0.50%, 0.75% 및 1.00%이다. 실험결과, 강섬유는 균열저항성능을 크게 개선시키는 것으로 확인되었다. 또한, 하중저항성능의 관점에서 강섬유는 항복하중의 증가에 기여하지만 극한하중의 증가에는 거의 기여하지 못하는 것을 확인하였다. 강섬유로 인한 항복하중의 증가량은 철근 감소로 인한 항복하중의 감소량에 비하여 미미한 것으로 나타났다. 최소철근보에서 강섬유의 사용은 오히려 연성을 크게 감소시키는 것으로 확인되었다. 따라서 최소철근 휨부재에 강섬유를 사용하기 위해서는 연성도 확보를 위하여 철근비를 증가시켜야 하는 것으로 확인되었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.641-648
• /
• 2013

현행 설계기준들에서는 비틀림모멘트를 받는 철근콘크리트 부재의 취성적인 파괴를 방지하기 위하여 최소비틀림철근비를 규정하고 있다. 그러나, 국내 현행기준 및 ACI318-11에서 규정하고 있는 최소비틀림철근비 산정식은 종방향 최소철근비, 공간트러스모델의 역학적 평형관계 및 여유강도 확보 등의 측면에서 불합리한 문제점들을 내포하고 있다. 따라서, 이 연구에서는 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 보다 합리적이고 충분한 강도여유율을 확보할 수 있는 최소비틀림철근비 산정식을 제안하였다. 또한, 제안식을 기존실험 결과와 비교하여 검증하였으며, 제안모델이 모든 대상실험체들의 최소비틀림철근비를 안전측으로 평가하는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.211-218
• /
• 2014

철근콘크리트 직사각형 휨 부재의 설계에서, 최소철근량은 취성파괴를 방지하기 위하여 필요하다. 콘크리트구조기준은 극한강도 설계개념을 기반으로 국내에서 일반적으로 사용되는 모델코드이다. 그러나 국토해양부에서 2012년 제정한 도로교설계기준은 한계상태설계법을 기반으로 하고 있으며, 유럽의 EN 코드와 유사하다. 따라서, 두 설계기준에서 제시된 최소철근량은 서로 다른 기원과 안전율에 근거한다. 이 연구에서 단철근 직사각형 단면의 실험체에 상기 두 기준을 적용하여 분석한 결과, EN 코드에서 제시된 최소철근량은 KCI 코드에서 제시된 최소철근량의 76%에 불과하며, 이러한 점에서 구조 설계자의 혼란을 야기한다. 이 연구에서는, KCI와 EN 코드에서 제시한 각각의 최소철근량을 보강한 9개의 직사각형 단면의 휨 실험체를 제작하고, 휨 실험을 수행하였다. 결과에서, 모든 실험체에 대하여 실험에서 측정된 공칭강도와 균열강도의 비는 각 설계식으로부터 평가된 공칭강도와 균열강도의 비에 비하여 25% 이상 큰 것으로 나타났다. 국내기준에서 규정하고 있는 최소철근비의 76%가 보강된 EN 보는 보강철근의 파단으로 파괴되었지만 연성적인 파괴거동을 나타내었다. 따라서, 유럽과 국내기준에 의하여 설계된 최소철근비로 보강된 보는 충분한 구조적 안전성과 연성을 보유하고 있는 것으로 확인되었다.

• Computers and Concrete
• /
• 제10권2호
• /
• pp.149-171
• /
• 2012

The problem of a concrete cross section under flexural and axial loading is indeterminate due to the existence of more unknowns than equations. Among the infinite solutions, it is possible to find the optimum, which is that of minimum reinforcement that satisfies certain design constraints (section ductility, minimum reinforcement area, etc.). This article proposes the automation of the optimum reinforcement calculation under any combination of flexural and axial loading. The procedure has been implemented in a program code that is attached in the Appendix. Conventional-strength or high-strength concrete may be chosen, minimum reinforcement area may be considered (it being possible to choose between the standards ACI 318 or Eurocode 2), and the neutral axis depth may be constrained in order to guarantee a certain sectional ductility. Some numerical examples are presented, drawing comparisons between the results obtained by ACI 318, EC 2 and the conventional method.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.253-258
• /
• 2002

An evaluation equation of the minimum shear reinforcement content for reinforced concrete beams was theoretically proposed. The proposed equation takes into account the effects of compressive strength of concrete, longitudinal reinforcement content and shear span ratio. The proposed equation was compared with the current ACI 318-99 and CSA A23.3-94 codes.

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