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한국콘크리트학회|논문집 2021년 10월

논문명 철근콘크리트 보의 최대 설계비틀림강도 평가 (I) 최대 비틀림철근비 / Maximum Torsional Strength of Reinforced Concrete Beams (I) Maximum Torsional Reinforcement Ratio
저자명 이정윤 ; 김길희 ; 신동익
발행사 한국콘크리트학회
수록사항 한국콘크리트학회논문집, Vol.33 No.5 (2021-10)
페이지 시작페이지(519) 총페이지(12)
ISSN 1229-5515
주제분류 재료 / 구조
주제어 최대 비틀림강도; 입체트러스모델; 뒤틀림효과; 3차원 절점영역; 비틀림철근비 ; maximum torsional strength; space truss model; warping effect; three dimension nodal area; torsional reinforcement ratio
요약1 콘크리트구조설계기준에서 전단과 비틀림은 서로 연계되어 있다. KCI-21 기준에서는 최대 전단강도에 대한 항목이 개정되었지만 최대 비틀림강도에 대한 개정은 이루어지지 않았다. 그 결과 KCI-21의 최대 전단강도 제한은 전단과 관련된 항목과 비틀림과 관련된 항목에서 서로 상충되며 모순이 발생하고 있다. KCI-21 기준의 최대 비틀림강도는 EC2-04 기준과 CSA-14 기준의 최대 비틀림강도와 비교했을 때 지나치게 낮으며 합리적인 평가를 위해서는 현재의 값을 개선할 필요가 있다. 이 논문에서는 입체트러스모델에 근거하여 최대 비틀림강도를 유도하였다. 143개의 철근콘크리트 부재 실험 결과에 대한 비교에서 최대 비틀림강도 제한값을 적용하여도 KCI-21 기준의 비틀림평가식이 비틀림강도를 과대 평가하였다. 그 이유는 비틀림을 받는 부재의 경우에는 전단을 받는 부재와 다르게 휨압축영역이 형성되지 않으며 3차원 절점에서 콘크리트가 쉽게 탈락하기 때문이다. 또한 뒤틀림효과에 의하여 추가 압축응력이 발생하여 비틀림철근이 항복할 때의 콘크리트 압축대의 강도가 낮아질 수 있다. 따라서 합리적으로 최대 비틀림강도를 제안하기 위하서는 이들 요소에 대한 반영이 필요하다.
요약2 In concrete design codes, shear and torsion designs are related to each other. While the limitation of the maximum shear strength was revised in the KCI-21 code, the maximum torsional strength was not. As a result, the provisions of the KCI-21 code about the maximum shear strength are contradictory. The maximum torsional strength of the KCI-21 code is too conservative compared with that of the EC2-04 code and the CSA-14 code. In this paper, the maximum torsional strength was derived based on a space truss model. The torsional strength of the KCI-21 code considering the limitation of the maximum torsional reinforcement ratio overestimated the test results of 143 RC members. This is because, unlike a member subjected to shear, a bending compression region is not formed in a member subjected to torsion, and the concrete in a three-dimensional node region is easily spalled. In addition, additional compressive stress may be generated due to the warping effect. Therefore, it is necessary to reflect these influencing factors in the maximum torsional strength.
소장처 한국콘크리트학회
언어 한국어
DOI https://doi.org/10.4334/JKCI.2021.33.5.519