개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 전단 강도에 대한 연구 :A Study on Shear Strength of Reinforced Concrete Deep Beams with Openings

김혜경

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김혜경 (건국대학교, 건국대학교 대학원)

지도교수: 김한수

발행연도: 2019

저작권: 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2019

철근콘크리트 깊은 보에서 개구부의 면적이 전단강도에 미치는 영향에 대한 전산해석

김혜경 , 김한수 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2019.05 학술대회자료

개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 전단 강도에 대한 연구

김혜경 건축학과 2019.01 학위논문

2018

개구부가 설치된 깊은 보의 전단 거동에 대한 유한 요소 해석

김혜경 , 황일도 , 김한수 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2018.11 학술대회자료

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본 연구에서는 개구부가 설치된 깊은 보의 전단 강도에 대해 연구하였다. 스트럿의 압축 등압선의 이론으로 장방형의 개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 전단 강도를 예측하는 수식을 전개하였다. 수식으로 실험체의 전단 강도를 계산하고 실제 실험 결과와 비교하였다. 실험체는 장방형의 개구부가 깊은 보의 스트럿의 중심과 일치한 모델로 개구부가 전단 강도에 미치는 영향을 최대화한 모델이다. 실험 결과 대비 계산 결과 값의 평균치는 0.88, COV(Coefficient of Variation) 값은 0.18로 개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 전단 강도를 비교적 잘 예측하고 있다. 제안된 예측식으로 개구부의 크기를 변화시켜가면서 전단 강도의 변화를 살펴보았다. 개구부의 크기를 나타내는 두가지 요소인 개구부의 면적과 개구부의 형상비를 각각 변화시켰다. 개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 전단 강도는 개구부의 면적, 개구부의 형상비의 영향을 동시에 받는다. 형상비가 동일한 개구부가 설치된 깊은 보에서 개구부의 면적이 커질수록 전단 강도는 작아진다. 개구부의 면적이 동일한 깊은 보에서는 개구부의 형상비가 커질수록 전단 강도는 커진다. 개구부의 형상비가 아주 작을 때 전단 강도는 많이 감소되며 개구부의 형상비가 점점 커지면서 전단 강도가 증가하다가 일정한 수치를 넘으면 그 영향이 둔화된다. 유한요소법을 이용하여 개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 수치 해석을 수행하였다. 해석 결과는 실제 실험 결과와 동일한 전단 거동을 나타냈고 스트럿-타이 모델과 동일한 압축대와 인장대를 형성하였다. 전단 강도의 해석 결과는 실제 실험 대비 평균1.02, COV값은 0.05로 비교적 정확하게 전단 강도를 추정하고 있다. 유한요소 해석으로 개구부의 크기가 전단 강도에 미치는 영향을 확인하였을 때 전단 강도 예측식으로 계산된 결과와 동일한 결과를 나타냈다.

In this study, the shear strength of deep beams with openings was studied. The theory of ILC(isostatic lines of compression) was developed to predict the shear strength of reinforced concrete deep beams with rectangular openings. The shear strength of the specimen was calculated by the formula and compared with the experimental result. Model’s rectangular opening coincides with the center of the strut of the deep beam, which maximizes the effect of the opening on the shear strength. The results show that the average value of the calculated results to experimental results is 0.88 and the COV is 0.18. The shear strength of reinforced concrete deep beams with openings is relatively well predicted. The change of shear strength was investigated by changing the size of the opening in the proposed prediction equation. The area of the opening and the aspect ratio of the opening, which are two elements presenting the size of the opening, were varied. The shear strength of reinforced concrete deep beams with openings is influenced by the area of openings and the aspect ratio of openings. The larger the area of the opening in the deep beam provided with the opening portion having the same aspect ratio, the smaller the shear strength. The shear strength increases as the aspect ratio of the openings increases in the deep beam having the same area of the openings. When the aspect ratio of the opening is very small, the shear strength is greatly reduced. The shear strength increases as the aspect ratio of the opening increases. Numerical analysis of reinforced concrete deep beams with openings was performed using finite element method. The analytical results showed the same shear behavior as the accrual test results and formed the same compression zone and tensile zone as the strut-and-tie model. The shear strength analysis results are 1.02 and the COV is 0.05. The shear strength is estimated to be relatively accurate. When the effect of the size of the opening on the shear strength was confirmed by the finite element analysis, the results were the same as those calculated by the shear strength prediction equation. Finite element analysis can accurately predict the shear strength of openings of arbitrary shape.

#깊은 보 #개구부 #전단 강도 #스트럿-타이 모델 #아바쿠스 #유한요소법

제1장 서론 1
제1절 연구 배경 및 목적 1
제2절 연구 범위와 방법 5
제2장 개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 전단 거동
...7
제1절 개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 거동 7
1. 깊은 보의 전단 거동 7
2. 개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의 전단 거동 10
3. 압축 등압선 이론을 이용한 스트럿의 인장력과 압축력의 관계식 12
제2절 유한요소해석 프로그램의 재료 모델링 16
제3장 장방형의 개구부가 설치된 철근 콘크리트 깊은 보의
전단 강도 예측식 21
제1절 개구부를 가진 깊은 보의 전단 강도 예측식 21
제2절 실험 결과와의 비교 27
제4장 개구부의 크기가 철근 콘크리트 깊은 보의 전단 강도
에 미치는 영향 33
제1절 실험 결과의 분석 33
제2절 개구부의 형상이 전단 강도에 미치는 영향 36
제5장 유한요소법을 이용한 수치적 해석 42
제1절 모델링 42
제2절 실험결과와의 비교 44
제3절 개구부의 크기가 전단 강도에 미치는 영향 47
제6장 결론 52
참고문헌 54
국문초록 57

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